Les techniques appliquées à l’IFAM, la technique du plasma à basse pression aussi bien que la technique du plasma à pression atmosphérique, conviennent toutes les deux à la modification des surfaces .
En principe, les procédés se produisant à la surface sont toujours les mêmes: Les effets réalisables par un plasma à la surface d’un substrat peuvent être classifiés sous les catégories nettoyage, activation et revêtement.
Nettoyage: Le plus souvent, il s’agit de nettoyer la surface des substrats (polymère, métal, verre, céramique) dans un plasma des petits résidus qui y sont restés après une épuration grossière effectuée par une autre méthode. On atteind une telle épuration fine en exposant la surface à un plasma (d’oxygène p.ex.) dans lequel la substance organique à enlever se combine avec l’oxygène d’une façon comparable à celle d’une combustion.
Activation:
On y expose une surface polymère p.ex. à un plasma qui se
compose soit de gaz inertes (gaz nobles) soit de molécules contenant
des atomes qui ne sont pas capables de former des chaînes (p.ex.
N2 , O2 , NH3 ). Le plasma produit des
particules de haute énergie comme des électrons, du rayonnement
de haute énergie mais aussi des ions et des particules excitées
ce qui mène toujours à une modification de la surface: des
liaisons se cassent et des sites actifs sur le matériau sont créés.
Ces sites actifs (radicaux) peuvent réagir entre eux et entraîner
ainsi une réticulation supplémentaire dans la zone de surface.
Ils restent en partie dans la surface de haute réticulation et forment
ainsi une surface activée étant capable de réactions
spontanées p.ex. avec l’oxygène atmosphérique. Des
gaz qui ne sont pas des gaz nobles comme N2 , O2
ou
NH3 peuvent additionellement introduire dans la surface des
atomes qu’ils comportent. Par ceci, ils peuvent entraîner une modification
des propriétés de surface de la matière plastique
par l’introduction de nouveaux groupes fonctionnels.
L’effet d‘un plasma à
l’oxygène sur une surface de polyéthylène
Ainsi, après le traitement dans un plasma à l’oxygène, une surface de polyéthylène p.ex. peut contenir des groupes de carbonyle, d’hydroxyle et d’autres groupes fonctionnels oxygénés. (figure....) Des caractéristiques tels que le pouvoir adhésif, l’accrochage du vernis, la mouillabilité et l’énergie superficielle peuvent être modifiés d’une manière précise.
Quand il s’agit d’un revêtement par contre, le substrat reçoit de la phase gazeuse du matériau d’une épaisseur entre quelques nanomètres jusqu’à quelques micromètres. Il existe une multitude de procédés de revêtement par plasma comme p.ex. la pulvérisation cathodique ou le PECVD ("plasma enhanced chemical vapor deposition").
A l’IFAM, surtout la technique
de la
polymérisation
plasmagène est appliquée. Elle est basée
sur le fait que le gaz utilisé contient des éléments
capables de former des chaînes ou des réseaux ( le carbone,
le silicium, le soufre). Dans le plasma, la molécule initiale est
"détruite" en des fragments de haute énergie dont les morceaux
réagissent les uns avec les autres sur une surface offerte et qui
forment une couche plus ou moins fortement réticulée.
Dans le domaine du transfert de technologie, l’IFAM se considère comme prestataire de services en offrant ses ressources afin de travailler sur les problèmes industriels mentionnés ci-dessus jusqu’à la réalisation en série. Notre service comprend la consultation, le développement des procédés, l’échantillonnage et la mise en place industrielle par des installations pilotes.
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