PulsPlasma Активирование

Описание процесса

В настоящее время в современном производстве большое место занимают разнообразные детали из пластика. К примеру, при изготовлении автомобиля свыше 50 % используемых деталей из пластика подвергаются склеиванию, окраске, нанесению различных покрытий и т.д. Обеспечение качества таких изделий является крайне важным вопросом, от которого зависят многие характеристики изделия в целом; начиная с эксплуатационных параметров и заканчивая внешней привлекательностью.

Существует масса путей решения проблем с подготовкой пластиковых деталей для их дальнейшей обработки. Возможно, к примеру, использовать грунтование поверхности или применять различные химические препараты. Но наиболее эффективным способом в настоящее время является активирование поверхности пластика в плазме тлеющего разряда.

Обработка в плазме позволяет значительно изменить свойства поверхности пластиковых деталей. В этом случае поверхностная энергия увеличивается (активирование в плазме), чтобы получить наилучшее смачивание поверхности пластиковых деталей. После активирования в плазме обработанные детали приобретают наилучшие свойства для последующей покраски, склеивания и нанесения покрытий.

Чтобы воспрепятствовать легкому смачиванию пластиковых деталей маслом, водой или другими жидкостями, а также снизить возможность адгезии загрязнений на поверхности, можно предусмотреть нанесение в плазме на поверхность полимерного слоя (нанесение покрытия в плазме). В этом случае поверхностная энергия обработанных деталей существенно уменьшается.

С помощью обработки в плазме возможно также удаление покрытий и очистка поверхности (тонкая очистка в плазме). Обработанные таким способом пластиковые детали имеют наилучшую чистоту и смачивание водой.
Обработка в плазме низкого давления предоставляет в сравнении с другими способами обработки поверхности ряд преимуществ:

• Экологичность, так как при обработке не используются загрязняющие окружающую среду материалы и не образуются побочные продукты.
• Повторяемость результатов благодаря использованию современных технических решений и программируемому процессу управления.
• Автоматизация процесса и возможность встраивания в технологические линии.
• Сохранность пластиковых деталей, так как детали обрабатываются без температурной нагрузки и не подвергаются воздействию агрессивных химикатов.

Активирование в плазме осуществляется в вакуумной камере. При рабочем давлении между 10 и 100 Па в средне или высокочастотном переменном поле формируется тлеющий разряд. В процессе, как правило, используется в качестве газа воздух или кислород, который ионизируется в плазме. Возникающие благодаря этому ионы газа, возбужденные атомы, радикалы и другие частицы плазмы вступают во взаимодействие с поверхностью пластика. Вследствие химических и физических реакций на поверхности соединения, содержащие жир, удаляются. Возникающие на поверхности свободные связи и радикалы ведут к повышению поверхностной энергии. С помощью подачи небольшого количества газа, использующегося в процессе, можно целенаправленно воздействовать на свойства поверхности путем осаждения определенных функциональных групп.

Процесс активирования поверхности продолжается всего лишь несколько минут и протекает при температурах близких к комнатным.

Активное состояние поверхности (высокая поверхностная энергия) для многих пластиков не может сохраняется долговременно. Из-за высокой активности обработанной поверхности к реакции с окружающей средой, в течение времени, происходит возврат поверхностной энергии к исходному состоянию. Это зависит от типа пластика, от вида изготовления пластиковой детали, от способа активирования поверхности (плазма низкого давления или плазма атмосферного давления) и окружающих условий места хранения. Данный процесс может происходить в промежуток времени от нескольких часов до недель или месяцев. При этом активное состояние поверхности пластиковых деталей, активированных в плазме низкого давления, сохраняется существенно дольше в сравнении с плазмой атмосферного давления.

Таким образом, в любом случае необходимо рекомендовать проведение последующей обработки (покраска, склеивание, нанесение покрытий) в ближайшее время после активации поверхности пластика в плазме.


Применение

Улучшение качества пластиковых деталей интерьера автомобиля перед обклеиванием кожей.

Кузовные детали автомобиля из пластика как бамперы и корпуса зеркал заднего вида могут быть с высоким качеством окрашены автоматически красками на водяной основе.

Лыжные крепления, которые изготовлены из полиэфина, перед печатью рисунка активируются в плазме для лучшего налипания краски.

Уплотнения из эластомера в моторостроении подвергаются активированию в плазме перед вулканизацией. Благодаря этой предварительной обработке увеличивается схватывание уплотнения с держателем уплотнения из пластика.