Die mit dem entwickelten Prozess erzeugten haftvermittelnden Plasmaschichten können die Benetzbarkeit stark verbessern und bieten ein hohes Potential für zahlreiche industrielle Applikationen in der Medizintechnik oder strukturellen Klebeanwendungen. (Bild: Dalle 3 / OpenAI)
In einem Forschungsprojekt zwischen Alpo Medizintechnik, Tigres und dem Forschungsinstitut Innovent e.V. wurde ein Atmosphärendruckplasma-Beschichtungsprozess für dielektrische Materialien entwickelt, der die Klebstoffhaftung und Bedruckbarkeit von Kunststoffen wie FEP, PTFE, PMMA und HDPE erheblich verbessert. Dieser Prozess stellt eine Alternative zu herkömmlichen nasschemischen Vorbehandlungsverfahren dar und ermöglicht durch haftvermittelnde Plasmaschichten eine verbesserte Benetzbarkeit, die für Anwendungen in der Medizintechnik und strukturellen Klebeverbindungen von Nutzen ist.
Der Prozess nutzt das T-Jet-Plasmasystem von Tigres, das eine Coronaentladung zwischen den Elektroden erzeugt und das resultierende kalte Plasma (maximal 80 °C) auf die Kunststoffoberflächen leitet, wodurch es auch für thermisch empfindliche Materialien geeignet ist. Chemische Vorläufer, wie 3-Aminopropyltriethoxysilan (APTES), werden dabei in das Plasma eingebracht, um silikatische Plasmapolymerschichten mit hohem Anteil an Stickstofffunktionalitäten zu erzeugen, was zu einer verbesserten Benetzbarkeit führt, teilweise bis zu superhydrophilen Eigenschaften.
Diese Kennwerte werden erzielt
An PTFE und PMMA sowie für die Medizintechnik relevanten Schläuchen aus FEP, PTFE und HDPE wurden erhebliche Verbesserungen der Klebeeigenschaften erreicht. Beispielsweise wurde die Scherfestigkeit von PTFE-Klebeverbindungen von 0,1 MPa auf 8 bis 9 MPa gesteigert, und durch mechanisches Anrauen sogar auf bis zu 13 MPa. Bei FEP-Schläuchen in Verbindung mit ABS-Verbindern wurden die Anforderungen nach DIN EN ISO 10555-1 übertroffen, und die Sterilisierbarkeit sowie Langzeitbeständigkeit der Verklebungen nachgewiesen.
Zusätzlich verbessert der Prozess die Bedruckbarkeit der Schläuche, indem er ein klares Druckbild und eine erhöhte Tintenhaftung ermöglicht. Die Ergebnisse bieten neue Möglichkeiten für die Direktverklebung von schwer zu verklebenden Polymeren und die industrielle Anwendung in der Medizintechnik.
Die vorgestellten Arbeiten wurden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unter dem Förderkennzeichen KK5088407AP1 unterstützt.
Quell: Innovent
