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2012
Journal Article
Titel
Licht als Werkzeug: Einsatz von Vakuum-UV-Excimerstrahlung zur Aktivierung von Polymeren
Abstract
Untersucht wurde die VUV-Strahlungsaktivierung von Polymeren durch kommerziell erhältliche Xe2*-Excimerlampen. Hierbei wird zur Aktivierung nur Licht der Wellenlänge 172 nm verwendet. Neben der Ableitung materialunabhängiger Tendenzen und exemplarischen, materialspezifischen Untersuchungen fand eine Optimierung der Prozessparameter im Hinblick auf industrielle Rahmenbedingungen statt (z.B. Zyklenzeit, Abstand, Anforderung an die Oberflächenenergie). Für die untersuchten polymeren Substratmaterialien, wie PP, PE, PET oder PVC, konnte eine Erhöhung der Oberflächenenergie bis auf 72 mN/m nachgewiesen werden. Die Aktivierung kann für PET bis zu 15 Tage nachgewiesen werden. Die VUV-Aktivierung basiert auf dem Einbau von zusätzlichem Sauerstoff in die Polymeroberfläche, wie durch XPS-Messungen am Beispiel von PE und PPGF30 gezeigt werden konnte. Die mittels Testtinte ermittelten Oberflächenenergien liegen in weiten Bereichen auf vergleichbarem Niveau mit der Vorbehandlung mittels eines Niederdruckplasmas.
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The activation of polymers using a commercially available Xe2*-excimer lamp was studied. For activation, an irradiation step by using simply VUV-light at a central wavelength of 172 nm was performed. Material independent trends could be deduced and several exemplary material-specific properties were observed. Furthermore, studies to optimize the process parameters with regard to industrial framework requirements were made (e.g. cycle time, distance, required surface energy). For the investigated polymer materials, including PP, PE, PET or PVC it is possible to increase the surface energy up to 72 mN/m. For PET, the activation is time stable at least up to 15 days. What can be shown by the XPS analyses of PE and PPGF30, the VUV-activation is based on the incorporation of additional oxygen into the polymer surface. Finally, a comparison between VUV-irradiation and low pressure plasma activation was made showing a similar surface energy level.