Fluorizace

Zušlechťování povrchů

Nároky na vlastnosti povrchů spotřebního zboží neustále stoupají. Žádaný je jak atraktivní lakovaný vzhled, tak ekologicko-technologické aspekty. Polymery, které jsou ideální z hlediska zpracovatelnosti i designu, zde často narážejí na svoje možnosti z důvodu špatné přilnavosti a smáčivosti. Tyto nedostatky však lze ekonomicky a trvale vyrovnat pomocí fluorizace. Pouze v jednom pracovním kroku je bez mechanického zatížení výrazně zvětšeno povrchové napětí. Zde jsou atomy vodíku těchto řetězců molekul nahrazeny atomy kyslíku a získáme tak zlepšené vlastnosti.

V porovnání s ostatními postupy povrchových úprav (např. plamenem, korónou nebo nízkotlakou plazmou) vede fluorizace k trvale odolným a (nezávisle na tvaru dílu) jednotným povrchovým vlastnostem.

PRINCIP FUNGOVÁNÍ FLUORIZACE

Před fluorizací

Plasty mají výborné vlastnosti, jako je snadné zpracování, minimální hmotnost a vysoká chemická odolnost. Fluorizace poskytuje efektivní možnost výrazně rozšířit možnosti použití.

FLUORIZACE

Vysoká reaktivita plynného fluoru vede pomocí fluoru na povrchu dílu k substituci atomů vodíku a kyslíku. Upravená povrchová vrstva je chemicky vázaná a je tak více odolná.

Po fluorizaci

Po fluorizaci je povrch trvale upraven, má výtečné adhezivní vlastnosti, oproti ostatním substancím projevuje výrazně méně permeace a má zlepšené kluzné a třecí vlastnosti.

Zlepšená přilnavost

Fluorizací se zvyšuje smáčivost plastů. Smáčivost je nezbytným předpokladem pro dostatečnou přilnavost nátěrových hmot a lepidel. Čím vyšší je povrchové napětí a smáčivost povrchu, který má být zušlechtěn, tím lépe ho bude možné opatřit nátěrem. Relativně velká hloubka pronikání fluoru, která je v řádech několika µm, také zajišťuje stabilní a dlouhotrvající účinek fluorizace. Tak zůstane zachováno také předběžné ošetření, např. pohyb molekul ovlivněný pomocí rozdílů teplot. Tato upravená povrchová vrstva o tloušťce několika molekulových vrstev má významné výhody oproti ostatním metodám především u předmětů, které jsou před zušlechťováním vystaveny zvýšené chemické zátěži.

Diagram ukazuje, že tahová pevnost ve smyku fluorovaných polyetylenových vzorků je mnohem vyšší než u neošetřených povrchů PE:

Minimální permeace

Díky možnosti snížení propustnosti plynů a kapalin plastovými díly prostřednictvím plynné fáze fluorizace je možné spojit ekonomické a ekologické aspekty. Jednak je tak zabráněno ztrátě objemu a změnám ve vlastnostech ošetřovaných produktů a snižuje se znečištění životního prostředí parami a pachy, jednak mohou být používány ekonomické, lehké a ekologické obalové materiály, které šetří zdroje.

Permeaci kapalin (zde toluenu) a plynů polymerovými díly lze snížit fluorizací často řádově o desítky procent.

Bezpečnost díky zvýšené energii povrchu

Vlastnosti povrchů zlepšené fluorizací zajišťují bezpečnost při dalším zpracování zušlechtěných dílů. U nátěrů lze často vynechat podkladový nátěr, příp. primer, neboť fluorizovaná plocha již představuje optimální přilnavý základ. Dosažitelné zlepšení povrchové energie přitom v první řadě závisí na době fluorizace, teplotě a použitém množství plynného fluoru. Koordinace těchto parametrů je pro firmu MAINCOR klíčovým bodem. Poradenství je pro firmu MAINCOR otázkou kvalifikace, neboť za každým expedovaným výrobkem se skrývá velká zodpovědnost.

VÝHODY METODY

Offline fáze fluorizace je osvědčená metoda pro přípravu povrchu plastů. Ve srovnání s jinými metodami, jako je úprava plamenem, korónou a plazmou, má fluorizace významné výhody:

Fluor proniká relativně hluboko do materiálu a tak zajišťuje stabilní povrchovou vrstvu, která není ovlivněna ani pohyby molekul. Díky vysoké pronikavosti trhlinkami plynného fluoru je fluorizace možná nejen na vnější straně, ale také z vnitřní strany dutých těles. Povrch není vystaven ani mechanickému, ani tepelnému namáhání. Základní charakteristiky materiálu zůstávají beze změny, jsou modifikovány pouze vrstvy u povrchu. Z hlediska životního prostředí je tato metoda klasifikována jako naprosto bezpečná.

VÝZKUM A VÝVOJ

Aby bylo možné prozkoumat obrovské možnosti plynné fluorizace, firma MAINCOR teoretické a pro použití specifické vlastnosti fluorizace důkladně zkoumá společně s partnery z vysokých škol. Patří sem zejména chování povrchů plastů v závislosti na parametrech fluorizace a také na době stárnutí, která má být v korelaci s rozměry aplikace pevnosti.

Fluorizace materiálů je testována na vzorcích v dlouhodobých testech. Výsledky z těchto pozorování dávají zákazníkům jistotu, že při použití nehrozí žádné riziko.