Plazmochemická modifikace povrchu plastů pro zlepšení adheze lepeného spoje dalších materiálů

CERMAN, Jiří, Petr ŠPATENKA, Zdenka JENÍKOVÁ, Miloš KLÍMA, Kateřina POLÁŠKOVÁ a Lenka ZAJÍČKOVÁ. Plazmochemická modifikace povrchu plastů pro zlepšení adheze lepeného spoje dalších materiálů. 2019.

Základní údaje

• Originální název: Plazmochemická modifikace povrchu plastů pro zlepšení adheze lepeného spoje dalších materiálů
• Název anglicky: Plasma chemical modification of plastic surface to improve the adhesion of the bonded joint of other materials
• Autoři: CERMAN, Jiří, Petr ŠPATENKA, Zdenka JENÍKOVÁ, Miloš KLÍMA, Kateřina POLÁŠKOVÁ a Lenka ZAJÍČKOVÁ.
• Vydání: 2019.

Další údaje

• Originální jazyk: čeština
• Typ výsledku: Poloprovoz, ověřená technologie, odrůda, plemeno
• Obor: 20506 Coating and films
• Stát vydavatele: Česká republika
• Utajení: obsah podléhá obchodnímu tajemství
• Klíčová slova anglicky: atmospheric plasma;plasma-chemikal modification;gliding arc;adhesion of the glued joint
• Technické parametry: Plazmochemickou modifikací bylo dosaženo výborné pevnosti lepeného spoje. Pevnost lepeného spoje je 6,20 ± 0,90 MPa při uvedené rychlosti posuvu 250 mm/s. Analýza XPS prokázala vysoký obsah kyslíku v plazmově modifikované vrstvě (C:O:N = 83:14:3) oproti referenčního vzorku očištěný nemodifikovaný polypropylén (C:O:N = 100:0:0). Testování kontaktního úhlu vody (WCA) na modifikovaném povrchu polypropylénu je 69° ± 7° referenční vzorek má kontaktní úhel vody 101 ± 1° (Chyba je spočtena pro hladinu spolehlivosti P = 0,954).

Anotace

Technologie byla ověřována na prototypu zařízení plazmové trysky I. (GA – gliding arc) s bočními dvěma vstupy pro přívod argonu (šířka plazmatu cca 30 mm), kde plazmovou tryskou protéká tlakový vzduch, v kterém se generuje vlastní plazma, a oboustranným bočním přívodem se přivádí do plazmového výboje argon, čímž dochází k rozšíření šířky plazmového výboje a tedy i k rozšíření účinné šířky úpravy. Navíc, díky excitovaným částicím argonu, rovněž dochází ke zvýšení účinnosti plazmochemické modifikace povrchu plastu (polypropylénu). Test adheze probíhal lepením hliníku s plazmově modifikovaným polypropylénem. Podle normy: ČSN EN 1465: Lepidla - Stanovení pevnosti ve smyku při tahovém namáhání přeplátovaných lepených sestav. ÚNMZ, 2009.). Lepení proběhlo 24 hod po přípravě vzorků. Po provedených testech (lepení polypropylénu s hliníkem) byla určena, jako optimální rychlost posuvu plazmové trysky nad čištěným povrchem materiálu (nebo obráceně - posuv čištěného povrchu pod plazmovou tryskou) 250 mm/s. Počet plazmově upravující cyklu byl po testech zvolen jeden, zvětšení počtu cyklů nevedlo k zvýšení pevnosti lepeného spoje. Vzdálenost ústí trysky od čištěného povrchu materiálu je cca 10 mm.

Anotace anglicky

The technology was verified on a prototype device of plasma nozzle I. (GA - gliding arc) with two side inlets for argon supply (plasma width approx. 30 mm), where compressed air flows in the plasma nozzle, in which own plasma is generated, and double-sided side supply feeds argon into the plasma discharge, which widens the width of the plasma discharge and thus also widens the effective width of the treatment. In addition, due to the excited argon particles, the efficiency of the plasma chemical modification of the plastic (polypropylene) surface is also increased. The adhesion test was performed by gluing aluminum with plasma-modified polypropylene. According to standard: ČSN EN 1465: Adhesives - Determination of tensile shear strength of overlapped glued assemblies. ÚNMZ, 2009.). Bonding was realized 24 hours after sample preparation. After the performed tests (gluing of polypropylene with aluminum), 250 mm/s was determined as the optimal speed of the plasma nozzle movement over the cleaned surface of the material (or vice versa - the movement of the cleaned surface under the plasma nozzle). Just one plasma treatment cycle was chosen as sufficient after the tests, because increasing number of cycles did not increase the strength of the glued joint. The distance of the nozzle orifice from the cleaned surface of the material is about 10 mm.

Návaznosti

• FV10342, projekt VaV: Název: Vývoj nové technologie čištění, sterilizace a funkcionalizace povrchu materiálů

Investor: Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR, Vývoj nové technologie čištění, sterilizace a funkcionalizace povrchu materiálu