Aplikace radiofrekvenčního plazmatu pro zvýšení adhezních vazeb ve spoji polymer/polymer

Abstract

V této studii bylo zjištěno že radiofrekvenční plasma zvyšuje povrchovou drsnost a zlepšuje smáčivost polypropylenu (PP), polyetylenu (PE) a polykarbonátu (PC). Navíc byla zjištěna větší povrchová mikrotvrdost u PP a PE. Výsledky naznačují že modifikace rfGD vzduchovým plasmatem je velmi efektivní nástroj ke zlepšení adhezních vlastností studovaných polymerů, jak bylo zjištěno na lepených spojích. Maximální zátěž vzrostla z 107 na 1926 N (přibližně 18-násobný vzrůst) pro vzorek modifikovaný 20 minut. Umělé stárnutí vzorku rapidně snížilo kvalitu adhezního spoje. Maximální hodnota klesla z 1926 na 221 N (přibližně 9-násobný pokles) v případě vzorku modifikovaného 20 minut. To naznačuje že stárnutí adhezních spojů plasmaticky upravených polymerů může být limitujícím faktorem při aplikaci, právě kvůli extrémně vysokému snížení původně zlepšených mechanických vlastností. I tak však byla pevnost takto připravených spojů větší ve srovnání s neupravenými původními vzorky.

It was found in this study, that air radio frequency glow discharge (rfGD) plasma is increasing surface roughness and is enhancing wettability of poly(propylene) (PP), poly(ethylene) (PE), and poly(carbonate) (PC). As an addition, the increased surface microhardness of PP and PE was found. Results indicate that rfGD air plasma treatment is very effective tool for improvement of adhesive properties of studied polymers as tested on single lap and double lap joints. The value of maximum load rise from 107 to 1926 N (approximately 18-fold increase) for 20-min-treated PE and from 314 to 834 N (approximately three-fold increase) for PP. Artificial accelerated ageing rapidly decreased the quality of adhesive joint. The value of maximum load decreased from 1926 to 221 N (approximately nine-fold decrease) in the case of 20-min-treated PE. This result indicates that the ageing of the adhesive joint of plasma treated polymers can be a limitation factor in the possible application of the final component because of the extremely high loss of its initially-enhanced mechanical properties. However, the strength of the thus prepared joints was higher in comparison to the plasma nontreated virgin samples.