Funkcionalizace povrchů
Funkční nanovrstvy
Plazmové čištění
Lepší smáčivost a přilnavost
Funkcionalizace povrchů
Funkční nanovrstvy
Plazmové čištění
Lepší smáčivost a přilnavost
Naše inovativní zařízení pro plazmovou úpravu se těší celosvětové důvěře jak v kritických průmyslových výrobních podmínkách, tak i u předních vědeckých pracovníků, kteří je využívají v biomedicínském výzkumu, vědách o živé přírodě, skladování energie, filtraci a mnoha dalších oblastech materiálových věd pro zlepšení procesů.
-
Plazmová technologie
Co je to úprava plazmou a k čemu může sloužit?
Úprava plazmou dokáže zlepšit přilnavost, smáčivost, biokompatibilitu a funkčnost různých materiálů. Zde se dozvíte, jak funguje plazmová povrchová úprava a povrchová energie a proč jsou důležité.
-
Produkty a služby
Společnost Henniker se specializuje na poskytování technických řešení v oblasti úpravy povrchů, jež umožňují průmyslovým odvětvím dosáhnout lepších vlastností materiálů a pokročilých technologických možností. Díky hlubokým znalostem plazmové technologie a jejích aplikací nabízíme širokou škálu produktů a služeb navržených tak, aby splňovaly jedinečné požadavky různých odvětví. Když kliknete na níže uvedený odkaz, dozvíte se více o našich produktech a službách.
-
Znalostní databáze
Jsme předním dodavatelem systémů a procesů plazmové úpravy s bohatými znalostmi a zkušenostmi v této oblasti. Připravili jsme pro vás řadu mediálních nástrojů a vědeckých článků, které vám pomohou dozvědět se více o plazmové technologii a našich produktech. To vám umožní přijímat informovaná rozhodnutí s jistotou a lehkostí. Stačí kliknout na níže uvedený odkaz a prozkoumat jej.
Ať už se jedná o dávkový proces, linkovou výrobu, prototypování, nebo výzkumné zařízení, můžeme vám poradit a doporučit nejlepší řešení. Je pravděpodobné, že jsme se s podobnou aplikací již setkali nebo můžeme poukázat na stávajícího zákazníka či případovou studii. Zeptejte se nás, rádi vám pomůžeme.
Níže je uveden jen malý výčet běžných aplikací, kde se naše technologie plazmové úpravy používá. Pokud vaše aplikace nebo materiál nejsou v seznamu uvedeny, neváhejte nás kontaktovat.
Plazmová úprava může modifikovat povrchové vlastnosti polymerů, aniž by ovlivnila jejich objemové vlastnosti. Lze ji použít ke zlepšení biokompatibility a bioaktivity polymerních povlaků pro lékařské aplikace, jako jsou implantáty, zařízení a nosné struktury. Plazmová úprava může zavést funkční skupiny, zvýšit hydrofilitu, zlepšit adhezi a vytvořit na povrchu polymeru nanostruktury. Tyto účinky mohou zlepšit interakci polymeru s biologickými tkáněmi, buňkami, proteiny a léčivy. Plazmovou úpravu lze použít také k nanášení tenkých vrstev biokompatibilních polymerů.
- Modifikuje povrchové vlastnosti polymerů, aniž by ovlivňovalo jejich objemové vlastnosti.
- Zvyšuje biokompatibilitu a bioaktivitu polymerních povlaků pro lékařské aplikace.
- Zavádí funkční skupiny, zvyšuje hydrofilitu, zlepšuje přilnavost a vytváří nanostruktury na povrchu polymeru.
- Zlepšuje interakci s biologickými tkáněmi, buňkami, proteiny a léčivy.
- Umožňuje nanášet tenké vrstvy biokompatibilních polymerů na inertní substráty.
Plazmová úprava povrchu kompozitních materiálů, které se hojně používají v pokročilých strojírenských aplikacích, může zlepšit čištění i adhezivní spojování různorodých materiálů.
Dostupné úpravy lze použít jak v případě dávkového, tak v případě in-line zpracování atmosférickou plazmou a často nevyžadují aplikaci základních nátěrů. Navázali jsme úzké vztahy s významnými organizacemi Tier 1 a Tier 2 v automobilovém a leteckém průmyslu, kde se náš rychlý a flexibilní vývoj procesů ukázal jako neocenitelný.
- Umožňuje zpracování podobných i nepodobných materiálů.
- Nahrazuje zdlouhavé kroky při obrušování povrchu.
- Zvyšuje smáčivost a čistotu povrchu.
- Zlepšuje spojování s mnoha adhezivy.
- Přizpůsobuje povrchové vlastnosti potřebám, zlepšuje mechanické vlastnosti.
- Je šetrná k životnímu prostředí a prodlužuje životnost výrobku.
V uplynulém desetiletí se ukázalo, že plazmová povrchová úprava je účinná při odstraňování kontaminace a zlepšování smáčivosti dentálních protetických konstrukcí, včetně implantátů. Toto ošetření hraje zásadní roli při vytváření pevných a dlouhotrvajících vazeb. Zlepšení chemické a fyzikální interakce mezi zubními implantáty a adhezivy je zásadní pro zajištění trvalé úspěšnosti implantátů. Plazmová technologie nabízí řešení, protože účinně odstraňuje organické znečištění a zlepšuje smáčivost povrchu implantátu.
Plazmová aktivace zubních implantátů nejen zvyšuje smáčivost, ale také usnadňuje tvorbu bioaktivní povrchové vrstvy. Tato bioaktivace podporuje osteointegraci – přirozenou integraci implantátu s okolní kostní tkání. Díky podpoře biologicky příznivého prostředí snižuje plazmová úprava riziko zánětlivých reakcí a zvyšuje dlouhodobou úspěšnost zubní protetiky.
- Plazmová aktivace zubních implantátů zlepšuje smáčivost.
- Zlepšuje přilnavost při barvení.
- Umožňuje jemné čištění povrchů před aplikací faset.
- Podporuje přirozenou osteointegraci – spojení s okolní kostní tkání.
- Zjednodušuje a automatizuje proces, a přitom vyžaduje minimální provozní zásahy.
Plazmová aktivace povrchu technických polymerů, jako jsou PEEK, PTFE a POM, je spolehlivá a účinná technika pro zvýšení přilnavosti a pevnosti potisku nebo nátěru.
Mnoho technických polymerů má charakteristicky nízkou povrchovou energii, a proto vykazují ze své podstaty špatné adhezní vlastnosti. Vnesení polárních skupin z plazmové úpravy na povrch polymeru umožňuje lepší smáčení a roztírání adheziv, povlaků nebo tiskařských barev. Tím se zvětšuje kontaktní plocha mezi polymerem a pojivem, což vede k silnější adhezi. Plazmová úprava navíc odstraňuje veškeré nečistoty nebo oxidační produkty, které by mohly být na povrchu přítomny, a poskytuje tak čistý a aktivovaný podklad pro adhezní spojování.
- Jsou možné úpravy v malém měřítku na lince a v průmyslové vakuové komoře.
- Zlepšuje přilnavost nátěrových a tiskových barev k povrchu polymeru.
- Zlepšuje specifickou funkčnost povrchu bez vlivu na objemové vlastnosti.
- Umožňuje získat hydrofobní, oleofobní a hydrofilní vlastnosti.
Rychle se rozvíjející technologie elektromobilů přináší revoluci do automobilového průmyslu a přispívá k čistší a udržitelnější budoucnosti. Srdcem každého elektromobilu je baterie, která má zásadní význam pro jeho výkon a dojezd. Pro zlepšení účinnosti, životnosti a celkového výkonu baterií pro elektromobily se výrobci obracejí k inovativním řešením, jako je plazmová úprava. Technologie plazmové úpravy nabízí několik výhod při zdokonalování výroby baterií pro elektromobily.
Ke zvýšení výkonu elektrod lze použít plazmové ošetření. Povrchové vlastnosti elektrody je možné upravit tak, aby se zlepšila její povrchová energie nebo aby se změnila její morfologie, a dokonce i její chemické složení. Tyto úpravy zlepšují schopnost elektrody uchovávat a uvolňovat energii, což vede ke zlepšení celkové účinnosti a stability a snížení rizika delaminace nebo degradace.
Plazmovou technologii lze také použít k prodloužení životnosti baterií, a to odstraněním nečistot, kontaminace a nežádoucích materiálů, ošetřením lze zvýšit konstrukční integritu a zabránit vzniku škodlivých vedlejších produktů. Tím se snižuje riziko ztráty kapacity, degradace elektrod a předčasného selhání baterie.
- Zlepšuje výkon elektrod, který vede ke zvýšení kapacity baterie, zkrácení doby nabíjení a zvýšení celkové účinnosti.
- Prodlužuje životnost baterie díky prevenci ztráty kapacity, degradace elektrod a předčasného selhání.
- Zvyšuje konstrukční integritu a stabilitu součástí baterie.
- Optimalizuje adhezi mezi aktivními materiály a elektrodovými substráty.
- Snižuje obsah nečistot, kontaminantů a nežádoucích materiálů v součástkách baterií.
Jedním z nejčastějších problémů při měření stabilních izotopů je přítomnost uhlovodíků (např. bitumenu) a přilnavých organických látek. Účinné odstranění tohoto uhlovodíkového materiálu musí být provedeno metodou, která sama o sobě nezmění původní izotopové složení.
Při použití mokrých chemických metod může dojít k narušení izotopového složení, zatímco při kyslíkovém plazmovém čištění lze zajistit, aby původní izotopové složení zůstalo zachováno.
Příprava je náročná, protože složení se může během procesu čištění snadno porušit a může dojít ke ztrátě materiálu pro analýzu. Metoda plazmového čištění může odstranit nepoddajné organické materiály, aniž by ovlivnila materiál vzorku, a výsledkem je čistý materiál pro analýzu pomocí hmotnostní spektrometrie.
- Odstraňuje odolné organické znečištění.
- Nedochází ke ztrátě analytického materiálu.
- Jedná se o účinnou alternativu k mokrým chemickým metodám.
Funkcionalizace / potahování povrchů plazmou je jednou z nejzajímavějších oblastí plazmové technologie. Spočívá v porušení nejsvrchnějších povrchových vazeb materiálu a jejich nahrazení novými chemickými funkcemi, které propůjčují zcela nové povrchové vlastnosti, aniž by ovlivnily objemové vlastnosti materiálu.
Plazmové povlaky odpuzující kapaliny (hydrofobní) jsou podkategorií plazmové funkcionalizace povrchu, přičemž konkrétní prekurzor se volí tak, aby na upravovaném materiálu nebo dílu vznikla trvalá vrstva s nízkou povrchovou energií. Hydrofobní povrch je obvykle tenčí než 1/100 tloušťky lidského vlasu, je bezbarvý, bez zápachu a nijak neovlivňuje vzhled materiálu ani pocit, který vyvolává.
Permanentní hydrofobní povrchy rychle nacházejí stále nové aplikace. Povrchy odpuzující kapaliny v současné době vylepšují výrobky například v textilním průmyslu, odvětví zdravotnických prostředků, oftalmologie a spotřební elektroniky.
- Zlepšují odolnost materiálu proti opotřebení, oděru a snižují působení chemických látek.
- Plazmová úprava nabízí výjimečnou kontrolu nad vlastnostmi povrchu a zajišťuje přesné a rovnoměrné nanášení povlaku.
- Zvyšuje produktivitu, protože potažené povrchy vyžadují méně čištění, čímž se zkracují prostoje a zvyšuje se efektivita.
- Hydrofobní povlaky odpuzují kapaliny, oleje a nečistoty.
- Umožňuje vytvoření povlaků odpuzujících kapalinu podle konkrétních požadavků.
Plazmová úprava zdravotnických prostředků se používá ke zvýšení smáčivosti vysoce výkonných polymerů, na které lze tisknout a lepit obzvláště obtížně kvůli jejich nízké povrchové energii.
Aktivace povrchu plazmou slouží také ke zvýšení adheze u balonkových katétrů před lepením, injekčních stříkaček / spojovacích částí před lepením a k úpravě nitroočních čoček před nanesením biokompatibilních povlaků nebo k jejich hydrofilizaci. Společnost Henniker má velmi dobře vyškolené zaměstnance, kteří se postarají o všechny vaše požadavky a mají obrovské zkušenosti s plazmovou úpravou zdravotnických prostředků, protože spolupracovali s mnoha klienty z oblasti zdravotnických prostředků, jež si udrželi.
- Aktivace povrchu plazmou pro zvýšení adheze balonkových katétrů před lepením.
- Aktivace povrchu injekčních stříkaček / spojovacích částí plazmou před lepením.
- Úprava nitroočních čoček před nanesením biologicky kompatibilních povlaků nebo jejich hydrofilní úprava.
- Plazmové povlaky pro funkcionalizaci imunologických testů a médií pro buněčné kultury.
- Velmi jemné čištění lékařských implantátů.
Naše levné plazmové čističe pro uživatele elektronové mikroskopie jsou navrženy speciálně pro rychlé a účinné čištění držáků vzorků a jednotlivých mřížek a podložek.
Řadu TEM pro elektronovou mikroskopii tvoří plně automatizované stolní plazmové čističe, které se dodávají se standardními adaptéry vhodnými pro držáky vzorků od všech hlavních výrobců mikroskopů. Výstupní výkon plazmy je plně variabilní v rozsahu 0–100 W, což umožňuje velmi dobře kontrolovatelný a šetrný proces čištění. Běžné zdroje chyb vykazovaných mikroskopem se díky plazmovému čištění zřetelně omezí a doba setrvání během měření se výrazně prodlouží.
- Plně variabilní plazmový výkon v rozmezí 0–100 W.
- Standardní nastavení velmi nízký příkon.
- Adaptéry pro běžné držáky vzorků SEM.
- Kompaktní stolní přístroj laboratorní velikosti.
- Provozování s řadou čisticích plynů.
Plazmové čištění kontaktních čoček a jiné optiky vytváří velmi čisté povrchy díky odstranění tenké vrstvy organického znečištění, které je přítomno téměř na všech površích. Organické znečištění, které se může nacházet na všech površích čoček, má obvykle tloušťku jen několik nanometrů, ale stačí ke změně optických vlastností. Plazmové čištění optiky a čoček se provádí pomocí plynného kyslíku nebo někdy stačí i laboratorní vzduch, a to během několika desítek sekund a bez chemického odpadu. Na rozdíl od čisticích prostředků s rozpouštědly nezanechává plazmové čištění žádné zbytky.
Plazmové čištění plynopropustných kontaktních čoček se v současné době široce používá ke zlepšení vlastností smáčivosti povrchu, což vede k většímu pohodlí po delší dobu a také zabraňuje tvorbě usazenin. Účinky plazmy mohou trvat mnoho týdnů.
- Plazmové čištění zlepšuje smáčivost plynopropustných kontaktních čoček.
- Zvyšuje pohodlí pacienta.
- Plazmové čištění odstraňuje stopové organické znečištění i z další optiky.
- Povrchy jsou hydrofilnější.
Funkcionalizace / potahování povrchů plazmou je jednou z nejzajímavějších oblastí plazmové technologie. Spočívá v porušení nejsvrchnějších povrchových vazeb materiálu a jejich nahrazení novými chemickými funkcemi, které propůjčují zcela nové povrchové vlastnosti, aniž by ovlivnily objemové vlastnosti materiálu.
Trvale smáčivé nebo „hydrofilní“ plazmové povlaky jsou podkategorií plazmové funkcionalizace povrchu, přičemž specifický prekurzor se volí tak, aby na upravovaném materiálu nebo dílu vytvořil trvalou vrstvu s vysokou povrchovou energií. Hydrofilní povrch je obvykle tenčí než 1/100 tloušťky lidského vlasu, je bezbarvý, bez zápachu a nijak neovlivňuje vzhled materiálu ani pocit, který vyvolává.
Permanentní hydrofilní povrchy se používají například v mikrofluidních zařízeních pro zlepšení průtoku tekutin a v mnoha případech z oblasti biologie pro ochranné povlaky či bariérové vrstvy a pro zlepšení absorpce biomolekul.
- Zlepšují přilnavost materiálů k lepidlům, nátěrům a tiskařským barvám a biologickou aktivitu materiálů.
- Plazmová úprava nabízí výjimečnou kontrolu nad vlastnostmi povrchu a zajišťuje přesné a rovnoměrné nanášení povlaku.
- Zvyšuje produktivitu, protože potažené povrchy vyžadují méně chemického ošetření, což vede ke snížení nákladů a zvýšení efektivity.
- Hydrofilní povlaky přitahují kapaliny a zlepšují smáčivost a roztíratelnost.
- Hydrofilitu lze přizpůsobit konkrétním požadavkům.
Plazmové čištění je suchá a ekologická technika, která odpovídá potřebám průmyslu výroby desek s plošnými spoji (PCB) a montáže elektronických součástek. Jedná se o osvědčenou techniku odstraňování zbytků (odmašťování), které zůstaly po laserovém vrtání průchodek.
Zavedená výroba desek s plošnými spoji může snadno a efektivně zahrnout naše uživatelsky přívětivé a nákladově efektivní procesy čištění. Naše stroje na plazmové čištění jsou vybaveny několika nakládacími stojany, které zajišťují vynikající rovnoměrnost na všech deskách s plošnými spoji, mezi jednotlivými deskami a mezi jednotlivými procesy.
- Plazmové čištění desek s plošnými spoji před lepením.
- Plazmová aktivace desek s plošnými spoji před zalitím a zapouzdřením.
- Leptání a odmašťování epoxidových, kombinovaných flexibilních a tuhých a teflonových desek s plošnými spoji.
- Dezoxidace zlatých kontaktů.
Plazmová úprava PDMS při výrobě mikrofluidů vytváří trvalou a nevratnou vazbu mezi PDMS a sklem, což zlepšuje tok analytu v mikrofluidních kanálech.
PDMS (polydimetylsiloxan) je zdaleka nejoblíbenějším materiálem používaným ve výzkumu mikrofluidiky, kde se používá pro rychlou výrobu prototypů s minimálními náklady. PDMS však vyžaduje krok povrchové úpravy, aby se vytvořily pevné a konformní vazby mezi povrchy. Plazmová úprava PDMS zvyšuje na povrchu PDMS hydrofilní (-OH) skupiny, které následně vytvářejí silné kovalentní vazby (Si–O–Si) při spojení se sklem. Tyto kovalentní vazby tvoří základ prakticky neoddělitelného těsnění mezi vrstvami.
- Odstranění uhlovodíkových skupin.
- Expozice hydrofilních -OH skupin.
- Lepší lepení k PDMS a skleněným substrátům.
- Lepší tok analytu.
- Možnost vzorovaných povrchů se střídáním hydrofilních/hydrofobních oblastí.
- Plazmová úprava pro výrobu mikrofluidních systémů typu „lab-on-a-chip“ (laboratoř na čipu).
Plazmová úprava plastů za účelem zlepšení přilnavosti představuje dvojí proces aktivace a čištění povrchu.
V první řadě se plazmovou úpravou plastu odstraní těkavé organické sloučeniny, které jinak brání přilnutí, lakování a lepení. Za druhé aktivace povrchu plazmou vytváří hydrofilní povrch, který je plně smáčitelný lepidly, barvami a laky atd. Vytvořené vazby jsou extrémně silné, takže adheze na plazmou upraveném povrchu jsou mimořádně trvanlivé. U mnoha materiálů může úprava vydržet několik měsíců, pokud jsou skladovány v bezprašném prostředí.
- Zvýšení smáčivosti povrchu.
- Zlepšení vlastností tisku a spojování.
- Plazmové povlaky s nízkým třením na těsněních a O-kroužcích.
Plazmová aktivace povrchu materiálů před lepením, natíráním a potiskem je jedním z nejběžnějších způsobů použití plazmy. Díky tomu, že plazmový proces je přirozeně „studený“, lze teplotně citlivé materiály zpracovávat stejně dobře jako kovy, sklo a keramiku.
V každém případě je působení plazmy dvojí – odstraňuje organické znečištění z povrchu a následně zvyšuje smáčivost povrchu. Plazmové zpracování nijak neovlivňuje objemové vlastnosti materiálu. Vyšší povrchová energie vede k výrazně silnějšímu spojení většiny materiálů s mnoha lepidly, nátěry a tiskovými barvami. Nabízíme také širokou škálu metod testování povrchu pro porovnání dílů před plazmovou úpravou a po ní.
- Plazma odstraňuje z povrchu organické znečištění.
- Aktivace povrchu plazmou zvyšuje smáčivost povrchu.
- Obvykle se dosahuje 2násobného až 10násobného zlepšení pevnosti ve smyku a pevnosti při odlupování.
- Zlepšuje se přilnavost k polymerům, sklu, keramice a kovu.
- Zpracovávají se i složité 3D objekty.
- Lokalizovaná plazmová úprava bez maskování nahrazuje předběžné ošetření odřením povrchu.
Metoda nanášení povlaku odstřeďováním (spinování) se již několik desetiletí široce používá ve fotolitografii k nanášení fotorezistů na křemíkové destičky a v posledních letech byl její rozsah rozšířen na chemické úpravy rozhraní nosiče a roztoku za účelem dosažení specifického strukturního uspořádání v nanesených tenkých vrstvách.
Nanesení vrstvy ovlivňuje několik důležitých faktorů, například viskozita nanášeného roztoku a rychlost otáčení. Smáčivost povrchu také hraje důležitou roli a lze ji řídit běžným plazmovým čištěním podkladu před nanesením. K tomuto účelu se hojně používají stolní plazmové systémy společnosti Henniker, které umožňují dosáhnout čistých podkladů bez kontaminace před spinováním.
- Dosažení čistých substrátů bez kontaminace před nanášením povlaku odstřeďováním.
- Řízená smáčivost povrchu před nanášením substrátu.
- Snížení počtu vad a zvýšení kvality vrstvy.
- Šetření času a zvýšení efektivity nákladů bez nákladných chemických ošetření nebo složitého vybavení.
Plazmové čištění využívá kyslík, argon, vodík nebo směsi těchto plynů. Kombinace těchto plynů jsou vhodné téměř pro všechny případy, nicméně existují obavy, že může dojít k matnění olověných rámečků (v aplikacích spojování drátů) při použití kyslíku nebo opětovnému usazování kovových částic v případě argonu nebo že použití vodíku může být nebezpečné. Společnost Henniker vyvinula jednoduchou a levnou alternativní metodu založenou na plazmě generované pomocí vodní páry, která účinně odstraňuje znečištění a redukuje vrstvy oxidů bez potenciálních nedostatků.
Celkově lze říci, že plazmová úprava vodní párou nabízí řadu výhod, včetně netoxičnosti, čištění a dekontaminace povrchu, lepší přilnavosti, modifikace povrchu, sterilizace a dezinfekce, energetické účinnosti, nákladové efektivity a univerzálnosti. Díky svým jedinečným vlastnostem představuje slibnou technologii s různorodým využitím v rozdílných oblastech.
- Netoxická a ekologická technologie.
- Čistí a dekontaminuje povrch.
- Všestranná a snadno implementovatelná.
Plazmové čištění před spojováním drátů efektivně odstraňuje organické nečistoty a tenké vrstvy oxidů za podmínek vysokého průchodu, rychle, efektivně a reprodukovatelně, což výrazně zvyšuje výtěžnost a snižuje selhání spojení.
V mnoha oblastech elektronických aplikací existují přísné požadavky na velmi čisté spojovací plochy před spojováním drátů. Platí to zejména pro výrobu polovodičů a přístrojů pro kosmické družice. Kontaminace spojovací plochy vede k nízké pevnosti spojení a také uniformitě pevnosti spojení. Plazmové čištění může být použito jako řešení v rámci linky, např. před zapouzdřením, nebo jako krok zpracování dávky s individuálním uspořádáním vkládacích rámů, přičemž zcela odstraní veškeré povrchové nečistoty.
- Vlastní uspořádání nakládky olověného rámu.
- Plazmové čištění jednotlivými plyny a směsmi plynů.
- Vyšší pevnost spoje v tahu.
- Široká škála velikostí komor plazmového čističe.