Recubrimiento mediante polimerización con plasma a baja presión

Recubrimiento mediante polimerización con plasma con generador de baja frecuencia o de alta frecuencia

Recubrimiento mediante polimerización con plasma de microondas

1. ¿Cómo funciona el recubrimiento mediante polimerización con plasma?

Para el recubrimiento con plasma a baja presión se introducen monómeros (gaseosos o líquidos), y luego se polimerizan bajo el efecto del plasma. Los espesores de las capas logrados con la polimerización con plasma son del orden de una micra. La adherencia de las capas a la superficie es muy buena.

La tecnología del proceso es mucho más costosa que para activar o desengrasar.

Se pueden crear, por ejemplo, capas de barrera en tanques de plástico, capas resistentes al rayado en reflectores y CD, capas similares a PTFE, capas hidrófobas, etc.

Se han establecido tres procedimientos de recubrimiento a escala industrial: 

Capas hidrófobasMonómero: p. ej.: hexametildisiloxano (HMDSO)
Capas similares a PTFEMonómero: gases fluorados del proceso: véase también Epilamización
Capas hidrófilasMonómero: acetato de vinilo, hexametildisiloxano definido mezclado oxígeno (significativamente más HMDSO que O2)
AplicaciónGrupoMaterialTipo de gasPresión [mbar]Potencia [%]Tiempo [Min]
Recubrimiento MetalAluminioHMDSO + O20,1 - 0,550 - 1001 - 60
Acero inoxidableHMDSO + O20,1 - 0,350 - 1001 - 60
PlásticoPlásticoHMDSO + O20,1 - 0,550 - 1001 - 60
PlásticoC4F80,1 - 0,550 - 1001 - 60
vidriovidrioC4F80,1 - 0,550 - 10030 - 120
Sonderprozess
Proceso especial1. Activación5 minutos O2
2. Recubrimiento5 minutos HMDSO
3. «Mordentado»12 segundos O2
4. Recubrimiento5 minutos HMDSO
5. «Mordentado»12 segundos O2
6. Recubrimiento5 minutos HMDSO

2. ¿Qué efectos permite el recubrimiento mediante polimerización con plasma?

El recubrimiento de metales mediante polimerización con plasma permite diversos efectos, p. ej.: una activación que puede mantenerse desde una hasta varias semanas y la aplicación de capas decorativas y también funcionales.

Para los metales es especialmente adecuado el uso de un sistema de pulverización catódica.

GrupoMaterialTipo de gasPresión [mbar]Potencia [%]Tiempo [Min]
MetalAluminioHMDSO + O20,1 - 0,550 - 1001 - 60
Acero inoxidableHMDSO + O20,1 - 0,350 - 1001 - 60

(Los parámetros de proceso potencia y tiempo se deben ajustar según las especificaciones del sistema (tipo y potencia del generador, armado de los electrodos) y las propiedades del material de la pieza).

Para obtener una capa hidrófila duradera con HMDSO, mezcle los gases de la siguiente manera: HMDSO : O2 = 1:4

Para obtener una capa hidrófoba duradera con HMDSO, mezcle los gases de forma inversa, o sea: HMDSO : O2 = 4:1

3. ¿Se pueden recubrir plásticos mediante polimerización con plasma?

Los plásticos se pueden recubrir en la mayoría de los casos  sin complicaciones mediante polimerización con plasma.

P. ej., los CD y DVD se pueden recubrir para que resistan las rayaduras sin afectar su calidad.

Se pueden aplicar capas similares a PTFE para aumentar la capacidad de deslizamiento de los productos tratados. Además, se pueden aplicar grupos funcionales seleccionados sobre la superficie del plástico (p. ej.: grupos amino para aplicaciones bioanalíticas).

GrupoMaterialTipo de gasPresión [mbar]Potencia [%]Tiempo[Min] 
Plástico PlásticoHMDSO + O20,1 - 0,550 - 1001 - 60
PlásticoC4F80,1 - 0,550 - 1001 - 60

(Los parámetros de proceso potencia y tiempo se deben ajustar según las especificaciones del sistema (tipo y potencia del generador, armado de los electrodos) y las propiedades del material de la pieza).

La polimerización también se puede llevar a cabo en varias etapas

Ejemplo: 

1.Activación5 minutos O2
2.Recubrimiento5 minutos HMDSO
3.«Mordentado»12 segundos O2
4.Recubrimiento5 minutos HMDSO
5. «Mordentado»12 segundos O2
6.Recubrimiento5 minutos HMDSO

Luego, eventualmente, curado de la capa con unos segundos de plasma de oxígeno. ¡En este paso, la capa se vuelve hidrófila!

4. ¿Es posible recubrir vidrio y cerámica mediante polimerización con plasma?

La única dificultad para el recubrimiento de vidrio y cerámica, es la necesidad de preparar la superficie de la forma correspondiente (véase los capítulos Activación y Mordentado). Una vez superada esta dificultad, no hay impedimentos para una variedad de aplicaciones de recubrimiento. La correspondiente adherencia del recubrimiento debe comprobarse en cada caso. En caso de “incompatibilidad“ entre la capa y el material del sustrato puede ser necesario aplicar capas intermedias como agentes adhesivos. Un ejemplo de recubrimiento hidrófobo y oleófobo exitoso se aprecia en la imagen.

GrupoMaterialTipo de gasPresión [mbar]Potencia [%]Tiempo [Min]
vidriovidrioC4F80,1 - 0,550 - 10030 - 120

(Los parámetros de proceso potencia y tiempo se deben ajustar según las especificaciones del sistema (tipo y potencia del generador, armado de los electrodos) y las propiedades del material de la pieza).

5. ¿Se pueden recubrir textiles mediante polimerización con plasma?

Los textiles se pueden recubrir muy bien con plasma. La dificultad consiste aún en alcanzar la resistencia a largo plazo de las capas contra los agentes tensoactivos. Las capas hidrófobas se obtienen mediante la utilización de gases/monómeros fluorados.

6. ¿Cuáles son las aplicaciones posibles?

Encontrará más información en el apartado «Aplicaciones».