Abscheidung von multifunktionalen Schichten auf PVC mittels Atmosphärendruck-Plasmapolymerisation

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird die Schichtbildung von Plasma Co-Polymeren untersucht. Dabei ist ein Ziel der Untersuchungen, die Plasma Co-Polymerisation als weitere Verfahrensvariante in der Atmosphärendruck-Plasmatechnik zur Einstellung der Beschichtungen zu etablieren. Es wurde gezeigt, dass ein organisches und ein siliziumhaltiges Monomer simultan mit einem Atmosphärendruck-Plasmajet abgeschieden werden können. In dem Plasma Co-Polymer sind Bestandteile von beiden Monomeren enthalten und es werden Siloxan , Aliphatische-, Carbonyl-, und Stickstoffhaltige-Gruppen in die Beschichtung eingebaut. Es wurden die Monomer-Flussraten von Hexamethyldisiloxan und Limonen, sowie der Monomereinspeiseort als Prozessparameter ermittelt, mit denen die Struktur des Siloxannetzwerks, die chemische Zusammensetzung und die Schichtabscheiderate der Co-Polymere eingestellt werden können. Untersuchungen zur industriellen Anwendung als flexible Barrierebeschichtung auf Weich Polyvinylchlorid deuten auf das große Potential von Plasma Co-Polymeren hin. Hierbei haben Kenntnisse über den Schichtbildungsprozess dazu beigetragen, die Schichteigenschaften der Plasma Co-Polymere gezielt für die Anwendung einzustellen. Hierdurch konnten Plasma Co-Polymere auf Weich-PVC abgeschieden werden, bei der keine Risse in der Beschichtung entstehen. Im Unterscheid dazu, wiesen Plasma Homo-Polymere, die unter korrespondierenden Bedingungen mit einem einzelnen Monomer abgeschieden wurden, Risse auf. Zusätzlich wurde bei den Plasma Co-Polymeren eine reduzierte Rauigkeit der Beschichtung ermittelt. Hieraus resultiert für das Plasma Co-Polymer, das mit einer Hexamethyldisiloxan- und Limonen -Flussrate von 10 g ∙ h-1 abgeschieden wurde, die höchste Sperrwirkung der untersuchten Beschichtungen.