Modifizierung der Elastomeroberflächeneigenschaften

Atmosphärendruckplasmaverfahren

13.Februar 2007 - Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Modifizierung von Elastomeroberflächen mittels des Atmosphärendruckplasmaverfahrens untersucht. Als Elastomere wurden NBR, EPDM und SBR verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass die Oberflächeneigenschaften sowohl durch Plasmaaktivierung (Plasmagas: Luft und N2), als auch durch Plasmapolymerisation (unter Verwendung verschiedener Precursoren, wie beispielsweise Toluol oder Decafluorpentan) deutlich verändert werden können. Im Falle der EPDM-EPDM-Verklebung konnte die Trennkraft (unter Verwendung des PUR-Klebstoffes Technicoll 8044) durch die vorgehende Plasmaaktivierung deutlich erhöht werden. Durch eine Plasmapolymerisationsbeschichtung auf SBR konnten die Gleitreibungseigenschaften modifiziert reduziert werden (deutliche Abnahme des Gleitreibungskoeffizienten). Auch die Permeationseigenschaften konnten durch die Plasmabeschichtung optimiert werden. Die Durchtrittszeit konnte um über 50% verzögert werden und die Steigung der Durchbruchskurve um den Faktor 10hoch3 reduziert werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, sich das Atmosphärendruckplasma auch zur Aufreinigung von Elastomeroberflächen eingesetzt werden kann. Oberflächenverunreinigungen, wie z.B. ausgeblühtes Zinkstearat, konnten problemlos durch eine Plasmabehandlung entfernt werden. Des Weiteren können Elastomeroberflächen durch das Plasma gezielt chemisch funktionalisiert und polarisiert werden, wodurch beispielsweise eine verbesserte Benetzbarkeit mit polaren Substanzen (z.B. Wasser auf EPDM) erreicht wird.

Modification of Elastomer Surfaces Using Atmospheric Plasma
The modification of elastomer surfaces by atmospheric plasma was investigated. NBR, EPDM and SBR elastomers were used. It was shown that plasma activation (using N2 as plasma gas) and plasma polymerisation (using different liquids, e.g. toluene or decafluorpentane, as precursor) enormously affect the surface properties. In the case of the EPDM-EPDM-gluing (using Technicoll 8044), the separation force could be enormously enhanced by the plasma pre-treatment of the EPDM rubber. The friction properties of SBR could be altered by plasma polymerisation. The friction coefficient was found to decrease with the plasma operation. Also the barrier properties were significantly improved by plasma surface modification. The permeation of aromatic compounds were delayed by 50% and the slope was decreased by a factor of 10 3. The plasma was also used to simply clean up a contaminated elastomer surface. The contamination (cased by blooming of zinc stearate) was removed by plasma treatment. Furthermore the elastomer surface was found to be chemically functionalised by the plasmatreatment.

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