Требования к свойствам поверхностей предметов быта становятся все выше. Визуально привлекательный дизайн с использованием живописи так же важен, как и экологические аспекты. Полимеры, идеальные с точки зрения технологичности и конструктивных возможностей, здесь часто достигают предела своих возможностей – из-за плохой адгезии и смачивающих свойств. Однако этот дефицит можно экономически и навсегда компенсировать с помощью фторирования. Всего за одну операцию, без механического воздействия, поверхностное натяжение значительно увеличивается. Атомы водорода в молекулярных цепочках заменяются атомами кислорода, что приводит к улучшению свойств.
В отличие от других процессов предварительной обработки поверхности (таких как обработка пламенем, коронным разрядом или плазмой низкого давления), фторирование приводит к постоянно стабильным и однородным свойствам поверхности (независимо от геометрии детали).
Как работает фторирование
До фторирования
Пластмассы обладают превосходными свойствами, такими как простота обработки, малый вес и высокая химическая стойкость. Фторирование предлагает эффективный способ значительно расширить возможные применения.
Высокая реакционная способность газообразного фтора приводит к замещению атомов водорода атомами фтора и кислорода на поверхности детали. Модифицированный поверхностный слой химически связан и поэтому очень долговечен.
После фторирования
После фторирования поверхность постоянно модифицируется, имеет превосходные адгезионные свойства, значительно снижает проницаемость для многих веществ и имеет улучшенные характеристики скольжения/трения.
Улучшенная адгезия
Фторирование увеличивает смачиваемость пластмасс. Смачиваемость является необходимой предпосылкой для достаточной адгезионной прочности красок и клеев. Чем выше поверхностное натяжение и, следовательно, смачиваемость очищаемых поверхностей, тем легче их окрашивать. Относительно большая глубина проникновения фтора, составляющая несколько микрон, также обеспечивает стабильный и продолжительный эффект фторирования. Это означает, что предварительная обработка сохраняется даже при наличии молекулярных движений, вызванных, например, разницей температур. Этот модифицированный поверхностный слой, имеющий толщину в несколько слоев, имеет значительные преимущества перед обычными методами предварительной обработки, особенно для объектов, которые перед отделкой подвергаются повышенному химическому воздействию.
На диаграмме показаны значительно более высокие значения прочности на сдвиг образцов фторированного полиэтилена по сравнению с необработанными поверхностями полиэтилена:
пониженной проницаемостью
Возможность использования газофазного фторирования для снижения проницаемости газов и жидкостей через пластмассовые детали позволяет совместить экономические и экологические аспекты. С одной стороны, можно избежать потери объема и изменения свойств защищаемой продукции, а также снизить загрязнение окружающей среды парами и запахами, с другой стороны, можно использовать экономичные, легкие, экологически чистые и ресурсосберегающие упаковочные материалы; быть использован.
Проникновение жидкостей (здесь толуола) и газов через полимерные компоненты часто можно уменьшить в десятки раз с помощью фторирования.
Безопасность благодаря увеличенной поверхностной энергии
Улучшенные за счет фторирования свойства поверхности обеспечивают безопасность при дальнейшей обработке рафинируемых деталей. При покраске зачастую можно обойтись без грунтовки или грунтовки, поскольку фторированная поверхность обеспечивает оптимальную клеящую основу. Достижимое улучшение поверхностной энергии зависит, прежде всего, от времени фторирования, температуры и количества используемого газообразного фтора. Координация этих параметров является очень важным моментом в компетенции компании MAINCOR. Для компании MAINCOR консультирование – это вопрос квалификации, поскольку за каждым поставляемым продуктом лежит большая ответственность.
Поверхностная энергия различных материалов [мН/м]
Преимущества процедуры
Автономное газофазное фторирование — проверенный метод предварительной обработки поверхности пластмасс. Однако по сравнению с другими процессами, такими как обработка пламенем, коронным разрядом и плазмой, фторирование имеет значительные преимущества:
Фтор проникает глубоко в материал, создавая стабильный поверхностный слой, не подверженный влиянию молекулярных движений. Благодаря высокому проникновению газообразного фтора в щель возможно без проблем фторирование не только снаружи, но и внутри полых тел. Поверхность не подвергается механическим и термическим воздействиям. Основные свойства материала остаются неизменными, изменяются только слои, близкие к поверхности. С экологической точки зрения процесс можно отнести к категории абсолютно безвредных.
Исследования и разработки
Чтобы изучить огромные возможности газофазного фторирования, компания MAINCOR совместно с университетскими партнерами фундаментально исследовала теоретические и прикладные свойства фторирования. В первую очередь это касается поведения полимерных поверхностей в зависимости от параметров фторирования и времени старения, которые следует коррелировать с параметрами адгезионной прочности, связанными с применением.
Фторирование материалов проверяется на тестовых образцах в ходе длительных испытаний. Результаты этих наблюдений дают заказчику уверенность в отсутствии риска во время эксплуатации.
Области применения
- Предварительная обработка пластиковых деталей для последующей ламинации кожей.
- Емкости для жидкостей с пониженной проницаемостью (газопроницаемостью)
- Предварительная обработка пластиковых деталей для последующего постоянного приклеивания других компонентов.
- Улучшение скользящих/фрикционных свойств пластмасс.
- Увеличение адгезии красок.