Surface engineering of polymers: Case study: PVD coatings on polymers

Abstract

Surface engineering as a subset of materials science is changing the properties of the surface and sub-surface region in a desirable way. A variety of advanced properties like physical, chemical, electrical, magnetic, optical, mechanical, wear-resistant, corrosion-resistant properties at substrate surfaces can be altered by surface modification of materials. The surface chemistry, morphology, and mechanical properties could be important to further adhesion, film formation process and the resulting film properties. In this work, authors present physical vapour deposition (PVD) as method for surface modification and coating deposition of polymeric materials. The method is clean ecological process that can be managed at once by one filling of PVD chamber. Namely, polymer cleaning, activation, modification of the surface and coating deposition occur consequently one by one process in the same chamber. Finally, a set of case studies of particular polymers' surface modifications are presented in this work. Plasma team presents its own experience of polymer's modification and coating deposition for targeted applications where basic polymer materials were not eligible to answer the industrial challenges.Površinski inženjering je deo nauke o materijalima - promena svojstva površine i subpovršinskog regiona prema zahtevu i potrebi. Mnoštvo naprednih karakteristika površine supstrata kao što su fizičke, hemijske, mehaničke, električne, optičke, magnetne, otpornost trenja, otpornost koroziji, itd., moguće je promeniti i modifikovati. Hemijska, morfološka i mehanička površinska svojstva mogu biti od velike važnosti za adheziju pri formiranju filma i krajni rezultat - svojstva površinskog filma. U ovom radu autori predstavljaju fizičko isparavanje i nanošenje (physical vapour deposition -PVD) kao metod za površinsku modifikaciju i nanošenje prevlake na polimerne materijale. Metoda je čisti ekološki postupak koji može da se vodi u jednom kontinualnom ciklusu-procesu PVD komore. Čišćenje polimerne površine, aktivacija, modifikacija i nanošenje prevlake je u okviru jednog kontinualnog procesa. Na kraju, veliki broj eksperimenata modifikacije i nanošenja na određenom broju polimera je prikazan u ovom radu. Predstavljena su vlastita istraživanja na slučaju (case studies) aktivacije, modifikacije i nanošenja prevlake na birane polimere za ciljane primene, gde osnovni polimeri nisu mogli da odgovore na industrijske zahteve.