Plasma-chemical modification of polypropylene surfaces by nanolayers containing functional groups for improving an adhesive joint strength

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F28461541%3A_____%2F20%3AN0000001" target="_blank" >RIV/28461541:_____/20:N0000001 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Plazmochemická modifikace povrchu polypropylenu nanovrstvami s funkčními skupinami pro zlepšení adheze lepeného spoje

Original language description

Ověřená technologie využívající prototyp zařízení plazmové trysky I. (GA – gliding arc) s bočními dvěma vstupy (šířka plazmatu cca 30 mm) a obsahující dva na sebe navazující technologické kroky s jedním přejezdem vzorku (tj. v reálné technologii dvě plazmové trysky za sebou): 1. krok – předúprava povrchu v projektu vyvinutou technologií na bázi prototypu plazmové trysky I. s bočními dvěma vstupy protékanými pouze čistým argonem, 2. krok – plazmochemická modifikace povrchu polypropylenu nanovrstvou z HMDSO deponovanou prototypem zařízení plazmové trysky I. s bočními dvěma vstupy protékanými směsí argonu s parami HMDSO. Hlavní výhodou nově vyvinuté technologie je vytvoření na povrchu polypropylenu vazebné skupiny na bázi Si, což umožňuje lepší pevnost lepeného spoje polypropylenu k anorganickým materiálům jako je keramika, sklo, keramické vrstvy na skle, ale i kov apod. pro rychlosti povrchové úpravy vyšší než 250 mm/s. Ověřená technologie obsahuje rovněž jednokrokovou plazmochemickou technologii založenou na nanovrstvě na bázi n-hexanu.

Czech name

Plazmochemická modifikace povrchu polypropylenu nanovrstvami s funkčními skupinami pro zlepšení adheze lepeného spoje

Czech description

Ověřená technologie využívající prototyp zařízení plazmové trysky I. (GA – gliding arc) s bočními dvěma vstupy (šířka plazmatu cca 30 mm) a obsahující dva na sebe navazující technologické kroky s jedním přejezdem vzorku (tj. v reálné technologii dvě plazmové trysky za sebou): 1. krok – předúprava povrchu v projektu vyvinutou technologií na bázi prototypu plazmové trysky I. s bočními dvěma vstupy protékanými pouze čistým argonem, 2. krok – plazmochemická modifikace povrchu polypropylenu nanovrstvou z HMDSO deponovanou prototypem zařízení plazmové trysky I. s bočními dvěma vstupy protékanými směsí argonu s parami HMDSO. Hlavní výhodou nově vyvinuté technologie je vytvoření na povrchu polypropylenu vazebné skupiny na bázi Si, což umožňuje lepší pevnost lepeného spoje polypropylenu k anorganickým materiálům jako je keramika, sklo, keramické vrstvy na skle, ale i kov apod. pro rychlosti povrchové úpravy vyšší než 250 mm/s. Ověřená technologie obsahuje rovněž jednokrokovou plazmochemickou technologii založenou na nanovrstvě na bázi n-hexanu.

Type

Z_tech - Verified technology

CEP classification

—

OECD FORD branch

21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)

Project

<a href="/en/project/FV10342" target="_blank" >FV10342: Development of new cleaning technology, sterilization and surface functionalization of materials</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2020

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

Ověřená technologie 3 (nanovrstvy)

Numerical identification

—

Technical parameters

Ověřená technologie využívající prototyp zařízení plazmové trysky I. (gliding arc) s bočními dvěma vstupy (šířka plazmatu cca 30 mm) a obsahující dva na sebe navazující technologické kroky s jedním přejezdem vzorku (tj. v reálné technologii dvě plazmové trysky za sebou): 1. krok – předúprava povrchu, 2. krok – plazmochemická modifikace povrchu polypropylenu (PP) nanovrstvou z HMDSO. Verifikace technologie proběhla pro rychlosti 100 mm/s a 250 mm/s. Při rychlosti posuvu 250 mm/s je dosaženo pevnosti lepeného spoje mezi PP a povrchem hliníku 6,3 ± 0,3 MPa a lze předpokládat, že podobný trend v pevnosti lepeného spoje může zůstat zachován i při dalším zvyšování rychlosti posuvu vzorku. Vytvoření na povrchu PP vazebných skupin na bázi křemíku (Si) bylo verifikováno pomocí XPS analýzy, kdy pro rychlost posuvu 100 mm/s bylo naměřeno 19% Si a pro 250 mm/s podíl 11% Si v povrchové vrstvě. Souběžně s tím bylo prokázáno, že u obou rychlostí výrazně roste podíl kyslíku (O) v povrchové vrstvě (42 %, resp. 29%) oproti původní jednokrokové technologii bez nanovrstvy (podíl O pouze 24%, resp. 15 %), resp. oproti referenčnímu vzorku bez povrchové úpravy, kde O se v povrchové vrstvě vůbec nevyskytuje. Ověřená technologie obsahuje rovněž jednokrokovou plazmochemickou technologii založenou na nanovrstvě na bázi n-hexanu, kde je dosaženo pevnosti lepeného spoje mezi PP a povrchem hliníku 6,2 ± 0,4 MPa pro rychlost posuvu 100 mm/s a 5,4 ± 0,5 MPa pro rychlost posuvu 250 mm/s.

Economical parameters

Nová ověřená technologie umožní zvýšení prodeje zařízení (Multifunkční zařízení pro modifikaci povrchu klouzavým výbojem - tryska I) z důvodu jeho větší univerzálnosti v průmyslové praxi. Multifunkční zařízení pro modifikaci povrchu klouzavým výboje, bylo vyvinuto v rámci stejného projektu, jako uvedená ověřená technologie. Vzhledem k tomu, že pevnost lepeného spoje mezi hliníkem a polypropylénem je při rychlosti posuvu 100 mm/s a 250 mm/s téměř totožná dojde k ušetření nákladu na plazmovou úpravu o cca 250%, při požadavku nanášení nanovrstvy z HMDSO.

Application category by cost

—

Owner IČO

28461541

Owner name

SurfaceTreat a.s.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Web page

—