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:

Diagramm_Haftfähigkeit_DE

 

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.

Diagramm_Permeation_DE

 

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.

Diagramm_Oberfläche

 

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.


Kontaktní osoby

Jürgen Schmich

Tel.: +49 (0) 9527 95 16 144
Fax: +49 (0) 9527 95 16 244
juergen.schmich@maincor.de

Materiály ke stažení

Informační list o fluorizaci

Odborný článek o fluorizaci ve firmě MAINCOR

Další informace

Pomocí této technologie zlepšujeme vlastnosti povrchů na nejrůznějších plastových produktech. Výsledkem je zvýšení smáčivosti plastů, což je nezbytným předpokladem pro dostatečnou přilnavost nátěrových hmot a lepidel. Současně metoda snižuje permeaci (propustnost) plynů a kapalin a zlepšuje kluzné či třecí vlastnosti plastu.