UV-laserbasierte Oberflächenfluorierung von Polymeren

Zur Oberflächenfluorierung von polymeren Bauteilen steht mit der direkten Fluorierung
durch elementares Fluorgas ein etabliertes Werkzeug zum gezielten Einstellen der
Oberflächenenergie dieser Bauteile zur Verfügung. Hierdurch lässt sich der Kontaktwinkel
verschiedener Flüssigkeiten auf dieser Oberfläche einstellen. Sollen aber nur bestimmte
Bereiche der Oberfläche fluoriert werden, ist das Verfahren nur bedingt geeignet. In der
vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiges Verfahren untersucht, welches eine lokale
Fluorierung der Polymeroberfläche in einem einzelnen Prozessschritt ermöglicht. Das
Bauteil wird einem Precursorgas ausgesetzt. Das Precursorgas beinhaltet Fluor in
gebundener Form, welches durch UV-Photonen abgespalten werden kann. Die so
gebildeten Fluorradikale reagieren hauptsächlich in der Nähe ihres Erzeugungsortes mit
dem Polymer, sodass durch die Wahl der UV-Intensitätsverteilung auf der
Probenoberfläche die Form der lokalen Fluorierung bestimmt werden kann. Mit dem
untersuchten Verfahren lassen sich gezielt hydrophile und hydrophobe Bereiche auf
Polymeroberflächen erzeugen, die z. B. in m Bereich des Flüssigkeitshandlings bei sehr
geringen Volumina eingesetzt werden können.