Plazmowa obróbka wstępna powierzchni polimerów dla lepszego łączenia adhezyjnego

Plazmowa obróbka wstępna powierzchni polimerów dla lepszego łączenia adhezyjnego

Kluczowe wnioski

• Większość tworzyw sztucznych z założenia opiera się klejeniu. Są hydrofobowe, niepolarne i chemicznie obojętne, a ich energia powierzchniowa jest zbyt niska, by kleje mogły je zwilżyć.
• Należy dążyć do wartości o około 8–10 dyn/cm wyższej niż napięcie powierzchniowe cieczy. To praktyczny próg, przy którym klej, farba lub powłoka zwilża podłoże.
• Należy mierzyć cofający kąt zwilżania, a nie tylko statyczny. To właśnie kąt cofający odzwierciedla rzeczywiście zmodyfikowaną powierzchnię po obróbce wstępnej.
• Każda metoda sięga na inną głębokość – płomień jest najpłytszy, obróbka koronowa i plazma sięgają głębiej, a UV/ozon najdalej w głąb materiału.
• Efekt obróbki starzeje się. Trwałość wynosi od godzin do miesięcy, zależnie od żywicy, dodatków i przechowywania, dlatego klejenie należy wykonać jak najszybciej po obróbce.

Streszczenie

Problemy z łączeniem adhezyjnym polimerów są powszechne w całej branży tworzyw sztucznych. Wyroby dwu- i trójwymiarowe często wymagają łączenia tworzywo–tworzywo, tworzywo–metal i tworzywo–kompozyt. Wiele tworzyw sztucznych słabo łączy się z innymi materiałami ze względu na ich naturalną budowę chemiczną, dlatego wymaga obróbki wstępnej.

Plazmowe obróbki wstępne powierzchni stosuje się, aby poprawić przyczepność między trudnymi do klejenia podłożami z tworzyw sztucznych a klejami, powłokami, farbami drukarskimi i lakierami. Artykuł omawia naukę o plazmie i mechanizmy oddziaływania plazmy z powierzchnią polimeru, a także obala powszechne mity.

Często zadawane pytania

Dlaczego tworzywa sztuczne wymagają obróbki wstępnej powierzchni przed klejeniem?

Ponieważ są hydrofobowe, niepolarne i chemicznie obojętne, a ich energia powierzchniowa jest zbyt niska, by klej, farba lub powłoka mogły je zwilżyć. Obróbka wstępna utlenia powierzchnię i wprowadza polarne grupy funkcyjne – karbonylowe, karboksylowe, wodoronadtlenkowe i hydroksylowe – które czynią powierzchnię hydrofilową i podatną na klejenie.

Jaka energia powierzchniowa jest potrzebna do niezawodnego połączenia?

Zasadniczo akceptowalną przyczepność uzyskuje się, gdy energia powierzchniowa podłoża jest o około 8 do 10 dyn/cm większa od napięcia powierzchniowego nakładanej cieczy. Poniżej tego marginesu ciecz tworzy krople zamiast się rozlewać.

Czy pisaki dyne są dostatecznie dokładne do kontroli produkcji?

To wskaźniki orientacyjne, a nie precyzyjne pomiary. Niezawodnie i tanio odróżniają dobre powierzchnie od złych pod kątem klejenia, ale odczyty znacznie różnią się między operatorami, zależnie od interpretacji zachowania cieczy w części środkowej. Roztwory butelkowane są lepsze od pisaków, które ulegają zanieczyszczeniu przy wielokrotnym użyciu.

Czy plazma atmosferyczna jest tańszym zamiennikiem obróbki koronowej?

Nie – to częste nieporozumienie. Obróbka koronowa jest często skuteczniejsza na większych powierzchniach i działa na większą głębokość, a wiele systemów plazmy atmosferycznej jest w rzeczywistości droższych.

Jak długo obrobiona powierzchnia pozostaje podatna na klejenie?

Od godzin do miesięcy. Trwałość ogranicza migracja na powierzchnię utlenionych materiałów o niskiej masie cząsteczkowej – przeciwutleniaczy, plastyfikatorów, środków poślizgowych i antystatycznych, barwników i stabilizatorów. Ciepło przyspiesza ten proces, zwiększając ruchliwość łańcuchów.

Czy powierzchnię można poddać nadmiernej obróbce?

Tak, i powoduje to realne problemy. Nadmiernie utlenione plazmą powierzchnie mogą utrudniać kolejne etapy montażu, takie jak zgrzewanie na gorąco i spawanie, oraz prowadzić do uszkodzeń w postaci delaminacji w eksploatacji.

Wprowadzenie

Utlenianie (modyfikacja) powierzchni plazmą „w fazie gazowej” jest najczęstszą metodą modyfikacji i okazuje się bardzo skuteczne, ekonomiczne i bezpieczne dla środowiska. Wybór metody do danego zastosowania bywa trudny, częściowo z powodu nieporozumień i mylącej terminologii. Powszechnie znane procesy to obróbka koronowa, plazma zimna (remote), plazma płomieniowa i UV/ozon (kombinacje). Uszkodzenia połączeń klejowych wiążą się ze znacznymi kosztami, w tym ze słabą wydajnością wyrobów w eksploatacji, brakami/poprawkami, nieefektywnością produkcji i zwiększoną kontrolą jakości. Dzięki zrozumieniu podstaw nauki o kątach zwilżania, zwilżaniu powierzchni i aktywacji chemicznej można skutecznie rozwiązać praktycznie każdy problem z klejeniem, nawet w przypadku najtrudniejszych do klejenia materiałów polimerowych i elastomerowych.

Kąt zwilżania, energia powierzchniowa i zwilżanie

Podstawowym powodem, dla którego wiele tworzyw sztucznych trudno kleić, jest to, że są to materiały hydrofobowe, niepolarne, chemicznie obojętne i o słabej zwilżalności powierzchni, czyli o niskiej energii powierzchniowej. Choć te właściwości hydrofobowe (odpychanie wody) są idealne dla projektantów części, którzy ich szukają, są zmorą dla producentów, którzy muszą takie materiały łączyć. Solidne łączenie adhezyjne zazwyczaj wymaga powierzchni „hydrofilowych”. Aby przyczepność była optymalna, klej (powłoka, farba drukarska lub lakier) musi dokładnie „zwilżyć” łączoną powierzchnię (adherend).

„Zwilżanie” oznacza, że ciecz rozlewa się i pokrywa powierzchnię, maksymalizując powierzchnię kontaktu i siły przyciągania między klejem a łączoną powierzchnią adherenda. Aby ciecz skutecznie zwilżała powierzchnię, energia powierzchniowa kleju musi być równa lub niższa niż energia powierzchniowa łączonego adherenda. Ewentualnie należy zwiększyć energię powierzchniową podłoża.

Rozważmy pojedynczą kroplę cieczy na płaskiej powierzchni ciała stałego w spoczynku (równowaga). Kąt utworzony przez powierzchnię ciała stałego i styczną do górnej powierzchni w punkcie końcowym nazywa się kątem zwilżania; jest to kąt (Θ) mierzony przez ciecz między styczną w punkcie kontaktu a poziomą linią powierzchni ciała stałego. Kształt bąbla/kropli wynika z sił międzycząsteczkowych, przez które wszystkie ciecze, kurcząc powierzchnię, dążą do nadania zawartej objętości kształtu o najmniejszej powierzchni. Siły międzycząsteczkowe kurczące powierzchnię nazywa się napięciem powierzchniowym. Napięcie powierzchniowe, miara energii powierzchniowej, wyraża się w dyn/cm (w układzie SI N/m).

Im wyższa energia powierzchniowa podłoża stałego względem napięcia powierzchniowego cieczy (wody, farb drukarskich, klejów/materiałów zalewowych, powłok itp.), tym lepsza jego „zwilżalność” i tym mniejszy kąt zwilżania (rysunek 1). Zasadniczo akceptowalną przyczepność klejenia uzyskuje się, gdy energia powierzchniowa podłoża jest o około 8 do 10 dyn/cm większa od napięcia powierzchniowego cieczy.

W wielu zastosowaniach może wystarczyć zbadanie statycznego równowagowego kąta zwilżania za pomocą roztworów dyne zgodnie z udokumentowaną procedurą badawczą. Zestawy aplikacyjne, czyli „pisaki/roztwory dyne”, dostarczają przydatnych informacji, ale nie są precyzyjnymi pomiarami napięcia powierzchniowego. Pomiary napięcia powierzchniowego mogą się znacznie różnić w zależności od osoby (techniki) i interpretacji zachowania cieczy w „środku”.

Pisaki/roztwory dyne są znane jako wskaźniki orientacyjne istotnych różnic napięcia powierzchniowego, zdolne do wskazania „dobrych” i „złych” powierzchni pod kątem klejenia przy niskich kosztach. Butelkowane roztwory dyne mogą być lepsze od pisaków ze względu na problemy z zanieczyszczeniem przy wielokrotnym użyciu.

Dynamiczne kąty zwilżania (DCA)

Badanie zachowania cieczy wyłącznie na podstawie statycznego kąta zwilżania może prowadzić do błędnej interpretacji wyników na granicy ciecz/ciało stałe i do złego rozwiązania problemów z klejeniem. Wynika to stąd, że przemysłowe operacje produkcyjne mają bardziej realistycznie charakter dynamiczny, a nie statyczny. Dlatego ważne jest zrozumienie dynamicznego kąta zwilżania (DCA) (rysunek 2).

Na kąty zwilżania na ogół wpływają zarówno zmiany chemii powierzchni, jak i zmiany topografii powierzchni. Nabiegający kąt zwilżania jest najbardziej wrażliwy na składniki podłoża o niskiej energii (niezmodyfikowane), a kąt cofający – na grupy utlenione o wysokiej energii wprowadzone przez obróbki wstępne powierzchni.

Zatem kąt cofający jest w rzeczywistości pomiarem najbardziej charakterystycznym dla zmodyfikowanej części powierzchni po obróbce wstępnej, mierzonym za pomocą roztworów dyne. Dlatego ważne jest mierzenie zarówno kąta nabiegającego, jak i cofającego na wszystkich materiałach poddanych modyfikacji powierzchni.

Gdy kropla przylega do powierzchni ciała stałego, a powierzchnię tę się przechyla, kropla wysuwa się do przodu i zsuwa w dół. Powstające kąty nazywa się odpowiednio kątem nabiegającym (Θa) i kątem cofającym (Θr). Norma ASTM D724 opisuje metody pomiaru DCA z użyciem zaawansowanych urządzeń (tensjometrów optycznych i goniometrów) do analizy kątów nabiegającego i cofającego na podstawie analizy kształtu kropli i masy.

Chemiczna aktywacja powierzchni

Producenci wykazują silną tendencję do skupiania się wyłącznie na kątach zwilżania lub innych pomiarach zwilżalności jako jedynym wskaźniku problemów z klejeniem i do rutynowych badań powierzchni. Równie ważna jest chemiczna funkcjonalność powierzchni, dzięki której powierzchnie hydrofobowe są aktywowane do hydrofilowych, podatnych na klejenie. Do chemicznej aktywacji powierzchni stosuje się gazowe procesy obróbki wstępnej – utlenianie powierzchni wyładowaniem jarzeniowym. Procesy te charakteryzuje zdolność wytwarzania „plazmy gazowej”, czyli skrajnie reaktywnego gazu złożonego z wolnych elektronów, jonów dodatnich i innych cząstek. Plazmę często opisuje się jako czwarty stan skupienia materii. Wraz z dostarczaniem energii ciała stałe topnieją w ciecze, ciecze parują w gazy, a gazy jonizują się w „plazmy”.

W fizyce mechanizmy wytwarzania tych plazm są różne, ale ich wpływ na zwilżalność powierzchni jest podobny. Podstawowa reakcja chemiczna i fizyczna polega na tym, że wolne elektrony, jony, formy metastabilne, rodniki i promieniowanie UV wytworzone w plazmie mogą oddziaływać na powierzchnię z energią wystarczającą do zerwania wiązań cząsteczkowych na powierzchni większości podłoży polimerowych. Powstają w ten sposób bardzo reaktywne wolne rodniki na powierzchni polimeru, które z kolei mogą się sieciować lub w obecności tlenu szybko reagować, tworząc różne chemiczne grupy funkcyjne na powierzchni podłoża. Polarne grupy funkcyjne, które mogą powstawać i poprawiać podatność na klejenie, to grupy karbonylowe (C=O), karboksylowe (HOOC), wodoronadtlenkowe (HOO-) i hydroksylowe (HO-). Nawet niewielkie ilości reaktywnych grup funkcyjnych wbudowanych w polimery mogą być bardzo korzystne dla poprawy chemicznej funkcjonalności i zwilżalności powierzchni. Można także stosować podkłady gruntujące/rozpuszczalniki chemiczne i ścieranie mechaniczne (w tym teksturę narzędzia formującego) samodzielnie lub łącznie z obróbkami wstępnymi.

Powszechnie znane procesy to obróbka koronowa (znana też jako wyładowanie z barierą dielektryczną), elektryczna plazma atmosferyczna, plazma powietrzna (wyładowanie elektryczne), plazma płomieniowa, niskociśnieniowa plazma zimna RF oraz promieniowanie ultrafioletowe/ozon (kombinacje). Każda metoda jest specyficzna dla zastosowania i ma unikalne zalety oraz potencjalne ograniczenia. Ocena polimeru (amorficzny lub półkrystaliczny), procesu plazmowego, środka łączącego i procesu produkcyjnego wymaga starannej analizy i badań.

Jedno z ważnych badań przeprowadzonych na polipropylenie wykazało, że obróbka płomieniowa okazuje się „najpłytsza” – to znaczy tlen wbudowany w wyniku obróbki koncentruje się najbardziej blisko zewnętrznej powierzchni folii. Obróbki koronowa i plazmowa wydają się wnikać nieco głębiej w polimery. Na drugim krańcu obróbki UV/ozon sięgają dalej w głąb polimerów.

Ważne są także warunki wyładowania, takie jak wpływ wilgotności.1 Wiadomo, że niektóre obróbki wstępne i sposób ich zastosowania mogą szkodliwie wpływać na dalsze operacje produkcyjne, np. delaminację tubek na pastę do zębów podczas zgrzewania na gorąco.

Czynniki wpływające na przyczepność i starzenie (trwałość)

Stopień lub jakość obróbki wstępnej decydującej o solidnej wytrzymałości przyczepności zależy od czystości powierzchni tworzyw sztucznych. Powierzchnia musi być czysta, aby uzyskać optymalną obróbkę wstępną i późniejszą przyczepność. Źródła zanieczyszczeń na powierzchniach wyrobów utrudniające obróbkę to: brud, kurz, smar i olej. Materiały o niskiej masie cząsteczkowej, takie jak silikony, środki antyadhezyjne i antypoślizgowe, są szczególnie szkodliwe dla klejenia. Ważnym czynnikiem jest także czystość materiału. Ponadto niektóre rozpuszczalne lub nierozpuszczalne związki stosowane w pigmentach i barwnikach mogą niekorzystnie wpływać na przyczepność.

Trwałość (starzenie się efektu obróbki) obrobionych tworzyw sztucznych zależy od rodzaju żywicy, składu i otoczenia w miejscu przechowywania. Trwałość obrobionych wyrobów ogranicza obecność utlenionych materiałów o niskiej masie cząsteczkowej (LMWOM), takich jak przeciwutleniacze, plastyfikatory, środki poślizgowe i antystatyczne, barwniki i pigmenty, stabilizatory itp. Wystawienie obrobionych powierzchni na podwyższoną temperaturę zwiększa ruchliwość łańcuchów cząsteczkowych. Im większa ruchliwość łańcuchów, tym szybsze starzenie się obróbki wstępnej. Powierzchnie po obróbce plazmowej starzeją się w różnym tempie i w różnym stopniu, zależnie od czynników otoczenia. Charakterystyka starzenia i trwałość podczas przechowywania mają zasadnicze znaczenie dla operacji procesu produkcyjnego. Aktywowane powierzchnie mogą zachować trwałość przez godziny, dni, miesiące lub dłużej. Zaleca się klejenie, powlekanie, malowanie lub zdobienie wyrobów jak najszybciej po obróbce wstępnej.

Plazmowe obróbki wstępne powierzchni

Klasyczne wyładowanie koronowe (z barierą dielektryczną) uzyskuje się za pomocą generatora i elektrod(y) podłączonych do źródła wysokiego napięcia, elektrody przeciwnej o potencjale zero oraz dielektryka pełniącego rolę bariery. Jest to wysokoczęstotliwościowe wyładowanie wysokonapięciowe (transformator podwyższający), wytwarzające różnicę potencjałów między dwoma punktami wymagającymi uziemienia, 35+ kV i 20–25 kHz. Niestandardowe konfiguracje elektrod pozwalają obrabiać wiele różnych geometrii powierzchni – płaskich, profilowanych, wgłębionych, izolowanych itp.

Jednym z przykładów zastosowania jest system obróbki koronowej złączy elektrycznych, w którym kombinacja elektrod igłowych i kulowych jednocześnie obrabia małe otwory 3D i płaskie powierzchnie zewnętrzne, patent USA US5051586 (1991)2. W obszarze plazmy w wyniku wyładowania elektrycznego wytwarzany jest ozon. Stwierdzono, że wyładowanie koronowe jest dość skuteczne w czyszczeniu niewidocznych materiałów węglowodorowych pozostających np. po myciu rozpuszczalnikiem lub detergentem.

Mit: plazma atmosferyczna jest tanim zamiennikiem obróbki koronowej.

Fakt: obróbka koronowa jest często skuteczniejsza na większych powierzchniach i na większej głębokości. W rzeczywistości wiele systemów plazmy atmosferycznej jest droższych.

Elektryczna „plazma powietrzna” to punktowa obróbka wyładowaniem koronowym (określana także jako plazma z nadmuchiwanym powietrzem/korona z wymuszonym powietrzem/łuk nadmuchiwany). Głowica obróbkowa składa się z dwóch elektrod hakowych umieszczonych blisko siebie, połączonych z transformatorem wysokiego napięcia wytwarzającym łuk elektryczny o napięciu około 7 do 12 kV i niższej częstotliwości 50 do 60 cykli/s (w porównaniu z elektrycznym wyładowaniem koronowym). Następnie za pomocą wymuszonego powietrza ciągły łuk elektryczny wytwarza wyładowanie koronowe, „plazmę”. Nie jest potrzebne uziemienie dodatnie. Ta obróbka wstępna praktycznie nie ma właściwości czyszczących. Wytwarzany jest ozon.

Mit: punktowa obróbka wyładowaniem koronowym zapewnia dłuższą trwałość niż opalanie.

Fakt: badania naukowe wykazują, że plazma płomieniowa na poliolefinach zapewnia dłuższą trwałość po obróbce ze względu na jej stosunkowo mniejszą głębokość działania.

Plazma atmosferyczna, czyli elektryczna plazma jonowa z nadmuchem (zwana też skupioną plazmą koronową), wykorzystuje pojedynczą wąską elektrodę dyszową, zasilaną generatorem elektrycznym i transformatorem podwyższającym oraz powietrze pod wysokim ciśnieniem, w którym wewnątrz głowicy obróbkowej wytwarzana jest intensywna, skupiona plazma wypływająca na zewnątrz. Ta obróbka wstępna może czyścić podłoże z brudu, zanieczyszczeń i części węglowodorów, ale nie większości silikonów i środków poślizgowych. Nowe badania wskazują, że drobne trawienie powierzchni może tworzyć nową topografię zwiększającą wiązanie mechaniczne. Powstawanie ozonu jest pomijalne.

Mit: plazma atmosferyczna jest wolna od potencjału elektrycznego.

Fakt: plazmę atmosferyczną lepiej określać jako „niskopotencjałową”, dopóki nie zostanie jednoznacznie wykazane, że w danym zastosowaniu potencjał wynosi zero. Między producentami urządzeń występują różnice w wydajności.

Obróbka plazmą płomieniową wykorzystuje wysoce reaktywne formy obecne w spalaniu powietrza i gazu węglowodorowego (w celu wytworzenia plazmy). Choć obróbka płomieniowa jest egzotermiczna, to nie ciepło tworzy funkcjonalność chemiczną i lepsze zwilżanie powierzchni. Opalanie usuwa z podłoża brud, zanieczyszczenia i część węglowodorów.

Opalanie nie usuwa silikonów, środków antyadhezyjnych i środków poślizgowych. Obróbka płomieniowa może zapewnić wyższe zwilżanie, utlenienie i trwałość niż elektryczne obróbki wstępne ze względu na stosunkowo mniejszą głębokość działania od powierzchni, 5 do 10 nm. Ozon nie jest wytwarzany. Przy zakupie palników do obróbki płomieniowej należy porównać palniki taśmowe i z otworami wierconymi oraz korzyści z regulatorów o zrównoważonym ciśnieniu zerowym.

Mit: obróbka płomieniowa jest niebezpieczna. Fałszywa krytyka pochodzi od konkurencyjnych producentów urządzeń.

Fakt: od dziesięcioleci obróbkę płomieniową stosuje się jako bezpieczną i skuteczną technikę w wielu branżach.

Pyrosil® to nowo oceniona technika obróbki wstępnej, niedawno zoptymalizowana dla tworzyw sztucznych (i metali) przez Applied Surface Technologies LLC oraz The Sabreen Group Inc. Proces Pyrosil to zastrzeżona technologia płomieniowa opracowana przez SURA Instruments GmbH 30 lat temu, wysoce skuteczna w obróbce wstępnej szkła i ceramiki.

Ostatnio Sabreen niezależnie rozwinął ten proces dla zastosowań w tworzywach sztucznych wymagających łączenia adhezyjnego, przyczepności druku atramentowego UV oraz powłok dekoracyjnych i funkcjonalnych. Wyniki na wielu wyrobach były doskonałe, a w niektórych przypadkach przewyższały tradycyjne metody wyładowania elektrycznego i opalania. Kontrola procesu nakładania podkładu gruntującego i spalania płomienia jest kluczowa dla optymalnego łączenia adhezyjnego.

Proces Pyrosil to technologia chemicznego osadzania z fazy gazowej w procesie spalania, prowadząca do powstania amorficznej warstwy krzemianowej na obrabianym podłożu. Powierzchnię obrabia się utleniającą częścią płomienia gazowego, która zawiera prekursor – związek krzemoorganiczny. Prekursor ulega pirolizie (rozkładowi termicznemu) podczas procesu, a powstały popiół osadza się jako amorficzny krzemian na powierzchni, tworząc ultracienką (20 do 40 nm), silnie przylegającą powłokę.

Innymi słowy, powstaje chemicznie wysoce reaktywna warstwa szklista. Przez odparowanie zastrzeżonej chemii, którą miesza się z propanem, a następnie spala, na podłożach osadza się SiOx (dwutlenek krzemu). SiOx zapewnia wysokie napięcie powierzchniowe dla lepszej hydrofilowości (zwilżalności). Pyrosil różni się od standardowej obróbki płomieniowej. Można zbudować na zamówienie łatwo skalowalne systemy produkcyjne.

Mit: proces Pyrosil jest taki sam jak tradycyjna obróbka płomieniowa.

Fakt: technologia Pyrosil różni się od obróbki płomieniowej. To proces osadzania z mieszaniny gazu i związków krzemowych.

Dobór plazmowej obróbki wstępnej powierzchni

Należy pamiętać, że każda metoda obróbki wstępnej powierzchni jest specyficzna dla zastosowania i może mieć unikalne zalety oraz potencjalne ograniczenia. Dla uzyskania solidnych wyników należy rozważyć następujące czynniki:

• Polimery różnie reagują na procesy utleniania. Rodzaj podłoża polimerowego i wymagania użytkowe w zastosowaniu końcowym mają kluczowe znaczenie przy wyborze metody obróbki wstępnej.
• Czy podłoże (obrabiany wyrób) jest przewodzące? Na przykład niezmontowane plastikowe korpusy złączy elektronicznych – bez metalowych styków – można obrabiać elektrycznie, natomiast w złączach zmontowanych mogą wystąpić problemy z wyładowaniami łukowymi.
• Geometria części: powierzchnie płaskie łatwiej obrabiać niż głębokie wgłębienia, skrajne zwężenia i inne nieregularności kształtu. Testy zwilżania trudno przeprowadzać na małych obszarach i na silnie teksturowanych powierzchniach.
• Automatyzacja manipulacji materiałem: przewodzące pasy i łańcuchy mogą powodować wyładowania łukowe przy klasycznym elektrycznym wyładowaniu koronowym i obróbce punktowej. Alternatywnie warto rozważyć obróbkę płomieniową, plazmę zimną lub niskopotencjałową plazmę atmosferyczną.
• Należy unikać nadmiernej obróbki. Nadmiernie utlenione plazmą powierzchnie mogą szkodliwie wpływać na dalsze procesy montażowe, takie jak zgrzewanie/spawanie na gorąco.
• Nie wszystkie urządzenia do obróbki wstępnej są takie same. Należy ocenić jakość skonstruowanych systemów w działaniu. W procesach obróbki elektrycznej należy obserwować jednorodność wyładowania plazmowego; w obróbce płomieniowej rozważyć różnice między palnikami taśmowymi a z otworami wierconymi oraz komponentami układu spalania; w plazmie zimnej ocenić jakość konstrukcji komory, półek elektrod, a zwłaszcza producenta pompy próżniowej.

Problemy z łączeniem polimerów są szeroko rozpowszechnione i nie ograniczają się do klejów. Uszkodzenia połączeń adhezyjnych wiążą się ze znacznymi kosztami. Plazmowe obróbki wstępne powierzchni są najczęstszą metodą modyfikacji, opłacalną i bezpieczną. Wybór metody do danego zastosowania bywa trudny, częściowo z powodu nieporozumień i mylącej terminologii.

Dzięki zrozumieniu nauki o kątach zwilżania, zwilżaniu powierzchni i aktywacji chemicznej można skutecznie rozwiązać praktycznie każdy problem z klejeniem, nawet w przypadku najbardziej wymagających materiałów polimerowych i elastomerowych.

The Sabreen Group oferuje kompleksowe szkolenia na miejscu dotyczące procesów łączenia adhezyjnego, plazmowej obróbki wstępnej i zaawansowanych technik produkcyjnych. Demonstracje urządzeń do obróbki wstępnej prowadzone są we własnym zakresie, na rzeczywistych częściach produkcyjnych i z badaniami w czasie rzeczywistym. Gwarantowane rezultaty.

Scott R. Sabreen jest założycielem i prezesem The Sabreen Group, Inc., firmy inżynieryjnej specjalizującej się we wtórnych procesach przetwórstwa tworzyw sztucznych – znakowaniu laserowym, obróbce wstępnej powierzchni, klejeniu, zdobieniu i wykańczaniu oraz bezpieczeństwie produktu. Sabreen opracowuje pionierskie technologie i rozwiązuje problemy produkcyjne od ponad 30 lat. Kontakt: 972.820.6777 lub strony www.sabreen.com i www.plasticslasermarking.com.

Piśmiennictwo

• Mark Strobel, Mary Jane Walzak, Josephine M. Hill, Amy Lin, Elizabeth Karbashewski & Christopher S. Lyons (2012) A comparison of gas-phase methods of modifying polymer surfaces, Journal of Adhesion Science and Technology, 9:3, 365-383, DOI: 10.1163/156856195X00554
• Scott R. Sabreen, The Sabreen Group, Inc., “Surface Wetting Pretreatment Methods,” Plastics Decorating magazine, 2002

---