Plasmabehandling för bättre limresultat

Plasmabehandling kan möjliggöra för limning även av svårlimmade ”feta” plaster och minska användningen av kemikalier så som primers, etsning eller tuffa rengöringar.

Vad är plasma?

I skolor lär man ut att det finns tre olika tillstånd: fast, flytande och gas, men det finns faktiskt fyra. Det fjärde tillståndet är just plasma, som också är den vanligaste materian som förekommer i hela universum. Plasma är det fjärde tillståndet!

Plasma är en samling atomer (se det som en behållare fylld med en gas) som har absorberat tillräckligt med energi för att separera elektronerna från sina kärnor. Dessa elektriskt laddade partiklar kallas joner. Plasma är en blandning av dessa joner, radikaler, elektroner och neutroner.

När detta händer, fungerar plasma inte längre som en gas. Denna ”laddade partikelsoppa” har nu elektriska egenskaper, och skapar ett magnetfält (på grund av det elektriska fältet). Dessa laddade partiklar avger ljus och andra former av elektromagnetisk strålning.

Gaser kan bli till plasma på flera sätt, men det handlar alltid om att pumpa in en gas och tillföra energi. En gnista i en gas kommer att skapa en plasma som är användbar i industriella processer vid exempelvis rengöring. Plasmabrännare används t.ex. inom tung industri för att skära i metall.

Solen är den största samling av plasma närmast jorden. Solens enorma hetta sliter elektroner från väte och helium molekyler som bildar plasma. Solen, är som de flesta stjärnor, är en gigantisk plasmaboll.

Plasma-tekniken har många möjligheter

Plasma används inom många områden där man i slutändan önskar sammanfoga olika material, ändra deras ytor, minska kontaktvinkeln (= öka vätningen) och få bättre adhesion. Med plasmabehandling kan du förändra nästan alla ytor på något sätt. Detta genom rengöring, aktivering, etsning och/eller beläggning med till exempel hydrofoba och hydrofila skikt, barriärer, friktionsminskande beläggningar eller liknande.

Inom limningsteknik använder man plasma framförallt för rengöring (alla material), kemisk aktivering av svårlimmade ytor (plaster) och för att förändra ytstrukturen på substratet. Med hjälp av dessa effekter får du en bättre vätning av ytan och därmed en en bättre vidhäftning. Även för traditionellt svårlimmade typer av ytor, så som för feta plaster.

Exempel från verkligheten

Skjuvstyrka uppmätt på överlappsfogar limmade med 2-komponentsepoxi.

Vad händer vid plasmabehandling?

Plasmabehandlingen brukar ha tre huvudsakliga effekter:

Rengöring

Gasen som tillförs plasmakammaren, ofta syrgas, som alltså har blivit till en plasma och reagerar nu med organiska föroreningar på ytan och bränner i grund och botten bort dem. Biprodukterna från förbränningen sugs bort tack vare vakuum eller lågt tryck. Metallers oxider reduceras också.

Aktivering

Vid användning av syrgas, luft eller vattenånga som gas, kan polära grupper fås att sätta sig på ytan av det som behandlas. Dessa polära grupper förbättrar vätningen av ytan och gör det alltså lättare att få god vidhäftning. Denna del av processen håller bara under en viss tid som kan vara olika för olika plaster.

Etsning

När plasmans innehåll pepprar ytan leder den till att ytan får en relativt kontrollerad ytgrovhet. Denna effekt är permanent och kan vara både en kemisk och fysisk effekt.

Coating

En fjärde effekt kan uppnås vid användning av specifika gaser. Ytan kan funktionaliseras med specifika grupper och på så sätt få andra egenskaper. Detta kan du utnyttja för att till exempel få en hydrofob yta.

Olika typer av plasmautrustning

Det finns dessutom olika sorters plasma beroende på vad du ska göra och vad du vill att din plasmabehandling ska uppnå..

Lågtrycksplasma

Lågtrycksplasma innebär en liten mängd gas i ett vakuum (en kammare) som aktiveras med en radiofrekvens. Energirika joner och elektroner blir till och, tillsammans med andra reaktiva partiklar, utgör själva plasman. Denna plasma kan du nu utnyttja till att mycket effektivt ändra på ytor.

Lågtrycksplasman har tre effekter:

Mikrosandblästring: Tack vare att joner bombarderar ytan.
Kemisk reaktion: Den joniserade gasen reagerar kemiskt med ytan.
UV-strålning: UV-strålning bryter ner långa komplexa kolväteföreningar, dvs rengör genom att förvandla smuts på ytan till gas.

Med hjälp av att variera processparametrar som tryck, effekt, tid, gasflöde och gas (vanligast: syre, vattenånga eller argon) ändrar sammansättningens operativa egenskaper i plasman. Du kan uppnå flera effekter i ett och samma processteg.

Diener Femto, Pico och Nano

Atmosfärisk plasma (”Luft-plasma”/Plasma beam)

I atmosfärisk plasmateknik, strömmar en gas (luft) vid atmosfärstryck genom ett munstycke en hög spänning på ett sådant sätt att den skapar en plasma Plasma strömmar då ut ur munstycket.

Vid en atmosfärisk plasmabehandling får du i huvudsak två effekter som sker genom de reaktiva partiklarna i plasman:

Precisionsrengöring
Aktivering

Dessutom avlägsnas på köpet eventuella löst vidhängande partiklar ifrån ytan som ska rengöras/aktiveras med hjälp av den komprimerade tryckluften som ger en aktiv gasstråle.

Med hjälp av att variera processens parametrar såsom tid och avstånd från substratets yta så kan du påverka plasmabehandlingen på olika sätt. Med plasman följer en del värme.

Diener Plasma Beam

Hitta din plasma här