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24.11.2023, 15:05 Uhr | Lesedauer: ca. 2 Minuten    

Neue Materialien Bayreuth: Neue Plasmaanlage für Haftungs­ver­suche

Laboranlage für die Plasmabehandlung unter At­mos­phärendruck mittels Linearroboter - (Bild: NMB).
Laboranlage für die Plasmabehandlung unter At­mos­phärendruck mittels Linearroboter - (Bild: NMB).
Mit der neuen Plasmaanlage von Plasmatreat im Technikum der Neue Materialien Bayreuth GmbH aus Bayreuth lassen sich Oberflächen unter Atmosphärendruck zur Haftungsoptimierung reinigen und aktivieren. Diese Vorbehandlung kann sowohl in einem Laborsystem, als auch in-situ durch die Integration an Handlingsystemen diverser Anlagen der NMB stattfinden.

Die Plasmabehandlung trägt erheblich dazu bei, das Spektrum der Materialverbindung und Oberflächenmodifikation zu erweitern. Insbesondere für Polyolefine eröffnet diese Vorbehandlung die Möglichkeit zu effizienten und nachhaltigen Kombinationen mit anderen Fügepartnern. Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen, können als unpolare Werkstoffe aufgrund ihrer geringen Oberflächenenergie nur schwer geklebt, beschichtet oder anderweitig mit anderen Materialien verbunden werden. Der Einsatz von Polyolefinen gewinnt aber spürbar an Bedeutung. Die Gründe dafür sind ihre niedrigen Preise, vor allem aber besitzen sie einen vergleichsweise geringen CO2-Fußabdruck, der sich in einer Ökobilanz günstig auswirkt.

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Vor diesem Hintergrund hat die Neue Materialien Bayreuth GmbH eine Plasmaanlage beschafft, die insbesondere für erweiterte Untersuchungen ihres Polyurethan-(PUR)-In-Mold-Coating-Prozesses genutzt werden kann, wenn unpolares Trägermaterial, wie Polyolefine, mit PUR überflutet werden soll. Die Haftfestigkeit zwischen beiden Werkstoffen gilt hier als von zentraler Bedeutung.

Plasma, ein ionisiertes Gas mit verschiedenen aktiven chemischen Spezies, kann die Oberfläche von Polyolefinen gezielt modifizieren. Während der Plasmabehandlung interagieren die energiereichen Spezies mit der Polymeroberfläche und erzeugen funktionelle Gruppen wie Hydroxyl- (-OH), Carbonyl- (-C=O) und Carboxyl- (-COOH) Gruppen. Die so geschaffenen funktionellen Gruppen erhöhen die Oberflächenenergie des Polymers signifikant und verbessern die Benetzbarkeit und Haftungsfähigkeit gegenüber anderen Materialien.

Die Vorteile der Plasmabehandlung sind vielfältig. Sie ermöglichen die sichere Verbindung von unpolaren Werkstoffen mit einer breiten Palette von Materialien, darunter Metalle, Glas, Keramik und andere Polymere. Dies eröffnet zahlreiche Möglichkeiten für innovative Produktentwicklungen für verschiedene Branchen.

Weiterhin eliminiert die Plasmabehandlung die Notwendigkeit von Haftvermittlern oder anderen chemischen Primern, die oft umweltbelastend sein können. Dies kann zu einer Reduzierung der Produktionskosten führen und den ökologischen Fußabdruck verbessern.

Die Plasmabehandlung gilt zudem als ein sehr präzises Verfahren, um eine gleichmäßige Oberflächenmodifikation zu erzeugen, was besonders komplexen Geometrien zugutekommt, bei denen Maßhaltigkeit eine große Rolle spielt. Als kontaktfrei arbeitendes Verfahren bietet sie sich zudem für empfindliche Materialien an, die möglicherweise durch andere Verfahren beschädigt werden.

Die Anlage im NMB-Technikum besitzt den großen Vorteil, dass das Plasma unter Atmosphärendruck arbeitet, was den Aufwand der Untersuchungen stark verringert.

Weitere Informationen: www.nmbgmbh.de

Neue Materialien Bayreuth GmbH, Bayreuth

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