Plasma statt Primer

Die Reinigung und Aktivierung von prismatischen Zellen schafft die Voraussetzungen für eine präzise Klebeverbindung mit optimalen Haftungseigenschaften (Bild: Plasmatreat)

31.10.2020 Plasma statt Primer

Atmosphärendruckplasma: Der effiziente Problemlöser für alle Oberflächen

von Erhard Krampe (Plasmatreat GmbH)

Der Erfolg von Kleb- und Dichtungsprozessen hängt maßgeblich von der Oberflächenbeschaffenheit des Substrats ab. Für haftungsstarke und mediendichte Verbindungen ist eine entsprechende Vorbehandlung meist unerlässlich. Die atmosphärische Plasmatechnologie kommt nahezu ohne Chemie aus, reduziert Aufwand, Taktzeiten sowie Kos­ten und ermöglicht langzeitbeständige Klebeverbindungen.

„Gott schuf das Volumen, der Teufel die Oberfläche“, so lautet ein Zitat des österreichischen Physikers und Nobelpreisträgers Wolfgang Pauli. Zur Beherrschung der Oberflächeneigenschaften muss trotzdem niemand einen faustischen Pakt eingehen. Vielmehr ist es der Blick gen Himmel, der Aufschluss gibt. Denn dort findet sich in Form von Polarlichtern, Gewitterblitzen, Sternen und Galaxien einer der effizientesten Oberflächen-Problemlöser: Plasma. Aufgrund seines hoch angeregten Zustandes eignet es sich zur Modifizierung unterschiedlichster Oberflächen – von Kunststoff über Metall sowie Glas und Edelstahl bis hin zu Keramik. Selbst temperaturempfindliche Oberflächen können zuverlässig gereinigt, aktiviert und zusätzlich beschichtet werden.

Eine Frage der Oberflächenenergie

In der Industrie geht es oft darum, unterschiedliche Werkstoffe und Komponenten dauerhaft zu verbinden und vor Umwelteinflüssen zu schützen. Dies kann durch eine Funktionalisierung der Oberfläche erreicht werden. Bei der Funktionalisierung wird die Oberfläche physikalisch und chemisch verändert, sodass die gewünschten Eigenschaften erreicht werden (Bild 1). Entscheidend sind hier einerseits die Werkstoffe und Komponenten selbst, andererseits aber auch die Materialien, aus denen Substrate sowie Kleb- und Dichtstoffe bestehen. Ob die angestrebte Haftung erzielt wird, ist dabei häufig eine Frage der Oberflächenenergie der Oberfläche. Prinzipiell sollte die Oberflächenenergie [J/m2] bzw. die gemessene Oberflächenspannung [mN/m] des zu benetzenden Materials höher sein als die des benetzenden Mediums. Genauer betrachtet, setzt sich die Oberflächenenergie aus dispersen und polaren Anteilen zusammen. Idealerweise befinden sich an der Phasengrenze zweier Materialien jeweils gleich geartete Anteile an dispersen und polaren Anteilen. Damit ist eine optimale Benetzung der Oberfläche gewährleistet.