Folien aus Weich-PVC werden in zahlreichen Anwendungsfeldern eingesetzt. Beispiele sind die Folierung von Küchenfronten, Kunstleder-Verblendungen im Automobil-Innenbereich oder die Veredelung von Bauprodukten aus Hart-PVC (Fensterprofile, Haustürfüllungen etc.). Der Einsatz wird durch die darin enthaltenen Additive (z. B. Weichmacher) allerdings eingeschränkt: Mit zunehmender Lager- bzw. Nutzungsdauer migrieren Weichmacher an die Oberfläche, was dort häufig zu Haftungs- und Materialproblemen führt. Dies kann sich z. B. in einer Schwächung der Klebverbindung oder in einer Versprödung des PVC äußern. Zur Erhöhung der Nutzungsdauer wurden Weich-PVC-Folien mittels Atmosphärendruck-Plasmen aktiviert und beschichtet. Dazu wurden geeignete organische und siliziumorganische Precursoren abgeschieden und die Schichten hinsichtlich ihrer Sperrwirkung gegenüber Weichmacher-Migration beurteilt. Es konnte gezeigt werden, dass durch simultane Plasma-Polymerisation (Co-Polymerisation) von zwei Precursoren Schichten abgeschieden werden können, welche die Migration von Additiven behindern und die Klebeignung positiv beeinflussen. Die im Projekt erarbeiteten Grundlagen führen zu einer längeren und vereinfachten Lagerhaltung der PVC-Folie, einer höheren Prozesssicherheit beim Einsatz (Kaschieren) und erhöhen die Lebenszeit, da die Materialeigenschaften länger erhalten bleiben.
Aktualisiert: 2022-07-14
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Die Vorbehandlung mit Atmosphärendruck-Plasma-Düsen ist eine industrielle Technik zur gezielten Veränderung von polymeren Oberflächen. Sie verbessert beispielsweise die Haftung zwischen verschiedenen Materialien, u. a. in Kleb- und Lackierprozessen. Für die Auslegung dieser Behandlungsmethode sind bisher keine anwendungsorientierten Prozessmodelle vorhanden.
In dieser Arbeit werden daher empirische Modelle entwickelt, die die Wirkung dieser Vorbehandlungsmethode auf die Verbundfestigkeit von Klebverbindungen beschreiben, eine Vorhersage ermöglichen und die Auslegung dieser Vorbehandlungsprozesse erleichtern.
Die Modellierung der Verbundfestigkeit erfolgt auf unterschiedlichen Skalen. Auf der mikroskopischen Ebene ist die Oberflächenbehandlung mit Düsensystemen heterogen. Diese Ungleichmäßigkeit beruht auf den vorliegenden Strömungsbedingungen. Eine Auswirkung auf die Verbundfestigkeit wird experimentell nachgewiesen, modelliert und durch die Ergebnisse einer Strömungssimulation verifiziert. Die makroskopische Betrachtung belegt deutliche Wechselwirkungen zwischen der Verbundfestigkeit, den Materialeigenschaften und den Behandlungsparametern. Mit Hilfe der Dimensionsanalyse werden diese Abhängigkeiten erfasst und anschließend modelliert.
Aktualisiert: 2019-12-12
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