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

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

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

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

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

Popis výsledku anglicky

The proven technology utilizes a prototype device of the plasma jet I. (GA – gliding arc) with the side gas injection system composed of two side inlets (plasma width 30 mm). It includes two subsequent technological steps each based on one pass over a sample (i.e. in a real technology two consecutive plasma jets would be used): 1st step – pretreatment of a polypropylene surface with a technology developed during the project that is based on a prototype of the plasma jet I. with two side gas inlets injecting pure argon, 2nd step – plasma-chemical modification of the surface with HMDSO nanolayer deposited by the prototype of the plasma jet I. with two side inlets injecting a mixture of argon and HMDSO vapors. The main advantage of the newly developed technology is a creation of Si-containing functional groups on the polypropylene surface which facilitate improvement of tensile strength between polypropylene and inorganic materials such as ceramics, glass, ceramic coated glass, metals, etc. at the treatment speeds higher than 250 mm/s. One step plasma-chemical technology based on an n-hexane nanolayer is also included in the proven technology.

Druh

Z_tech - Ověřená technologie

CEP obor

—

OECD FORD obor

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

Projekt

<a href="/cs/project/FV10342" target="_blank" >FV10342: Vývoj nové technologie čištění, sterilizace a funkcionalizace povrchu materiálů</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

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.

Interní identifikační kód produktu

Ověřená technologie 3 (nanovrstvy)

Číselná identifikace

—

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

28461541

Název vlastníka

SurfaceTreat a.s.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

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

Požadavek na licenční poplatek

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

Adresa www stránky s výsledkem

—