Plastiklerde yüzey enerjisi [mN/m]
Bir katı cismin yüzey enerjisi, mürekkep, yapıştırıcı veya vernik/cila gibi sıvılarla yüzey ıslanabilirliğinin bir ölçüsüdür. Katı ve sıvı arayüzü arasındaki yapışma, katının yüzey enerjisinin sıvının yüzey gerilimiyle eşleşip eşleşmediğine de bağlıdır.
İşlem görmemiş plastiklerin yüzey enerjileri genellikle 50 mN/m'den az olup nispeten düşüktür. Bu malzeme grubu için özellikle yüzey enerjisinin polar fraksiyonu düşüktür. Üretim sürecine bağlı olarak, organik ayırıcı maddeler ve yağlayıcılar sebebiyle söz konusu olan kontaminasyon (kirlilik), malzemelerin yüzey enerjisini daha da azaltabilmektedir. Bu nedenle, plastiklerin yüzey işlemleri özellikle önemlidir. Burada atmosferik basınçlı plazma ile ön işlem yapmak etkili bir seçenektir ve manuel veya hat içi uygulamalar şeklinde gerçekleştirilebilir.
İnce temizleme ve aktivasyondan oluşan kombine bir işlemde, plastik enjeksiyon yöntemiyle üretilen plastik parçalar, örneğin ayırıcı maddelerden arındırılabilir ve plastik yüzeyin işlevsel hale getirilmesiyle sonraki yapıştırma işlemleri için en uygun hale getirilebilir. Özellikle polar özelliklere sahip yapıştırıcılar ve sızdırmazlık maddeleri için, ilgili yapıştırma parçasının yüzey enerjisinin karşılık gelen polar fraksiyonunu arttırmak çok önemlidir.
Kombine bir ince temizleme ve aktivasyon işlemiyle, örneğin plastik enjeksiyonda üretilen parçalar ayırıcı maddelerden temizlenebilir ve plastik yüzeyin işlevselleştirilmesiyle sonraki yapışma işlemleri için en uygun şekilde hazırlanabilir. Özellikle polar özelliklere sahip yapıştırıcılar ve sızdırmazlık malzemeleri için, yapıştırılacak yüzeyin enerjisinin karşılık gelen polar fraksiyonunu artırmak çok önemlidir.
İlgili grafik (Şekil 1) söz konusu plastiklerin işlenmemiş halde, hat içi uygulamalara uygun PAA plasmabrush® PB3 plazma jet ile yüzeyi işlenmiş halde ve PDD piezobrush® PZ-3 el cihazı ile yüzey uygulaması yapılmış haldeki yüzey enerjilerini göstermektedir. Bu plazma işlemlerinin hızları sırasıyla 200 mm/s ve 20 mm/s’dir.
Yüzey enerjileri burada dispers (dağınık) ve polar fraksiyonlarının toplamı olarak temsil edilmektedir. Bu grafikte, yüzey işlemi yapılmamış (grafikte “untreated”) haldeki çoğu plastiğin, özellikle düşük polar fraksiyon nedeniyle düşük yüzey enerjisine sahip olduğu açıkça görülmektedir. Plazma işleminin bir sonucu olarak, bu malzemelerin çoğunun yüzeyine polar uç gruplar eklenmiştir. Dolayısıyla plazma işlemi yüzey enerjisinin özellikle polar kısmını etkili bir şekilde artırmaktadır.
Sonuç olarak, uygun bir yapıştırıcı sistemi kullanıldığında, yapıştırılacak parçalar arasındaki yapışma, plastik yüzeylerin plazma aktivasyonu ile önemli ölçüde iyileştirilmektedir.
Şekil 1. İşlenmemiş ve plazma işleminden geçirilmiş plastiklerin yüzey enerjileri [mN/m]
Sayfa içeriği relyon plasma GmbH tarafından sağlanmıştır. / Page content provided by relyon plasma GmbH.
