Tworzywa sztuczne powoli zdobywają świat. Są lekkie, wygodne w transporcie i dużo tańsze niż inne materiały. Jest tylko jeden problem – ich powierzchnia nie jest spolaryzowana, przez co bardzo słabo przylegają do niej różnego rodzaju powłoki. W tej sytuacji pomaga fluorowanie.
Aktywacji poprzez fluorowanie poddaje się między innymi powierzchnię wykonanych z tworzywa sztucznego części samochodowych. Fot. Volvo Car SA / Foter.com / CC-BY-NC-SA 2.0
Fluorowanie, czyli przyłączanie na powierzchni tworzywa atomów fluoru, stosuje się na ogół w dwóch celach. Po pierwsze – by uzyskać barierę zapobiegającą przenikaniu różnego rodzaju substancji. Po drugie – by poprawić adhezję farb i powłok, na przykład na wykonanych z tworzywa sztucznego elementach samochodów. Nazywa się to aktywacją powierzchni.
Powlekanie albo malowanie nie obrobionego tworzywa sztucznego takiego jako polipropylen czy poliwęglan jest trudne, bo ich powierzchnia nie jest spolaryzowana. Nie pojawia się więc przyciąganie między cząsteczkami i tym samym warstwa nie trzyma się powierzchni. Dlatego też fluorowanie jest nieocenioną pomocą.
Jak się to robi? Proces fluorowania polega na tym, że element z tworzywa sztucznego umieszcza się w komorze próżniowej, tę natomiast wypełnia się gazowym fluorem. Fluor wypiera atomy wodoru, które znajdują się na powierzchni, i sam tworzy z węglem trwałe wiązanie. Ważne są przy tym parametry całego procesu, takie jak czas ekspozycji, temperatura i ciśnienie. Przy odpowiednich parametrach wymianie wodór-fluor ulega ok. 75% wiązań na powierzchni.
Szybkością procesu można sterować przede wszystkim zmieniając temperaturę. Przy 50-70°C zachodzi on wyraźnie szybciej niż w temperaturze pokojowej.
Efekt? Bardzo trwała, nieścieralna warstewka fluoru na powierzchni tworzywa, która gwarantuje dobrą przyczepność różnego rodzaju powłok. Można ją stosować dla podłoży pod farbę, ale również na powierzchni pianek, membran, folii i włókien. Tak zmodyfikowane włókna włącza się później w skład na przykład materiałów budowlanych, które można dzięki temu łatwiej formować.
Jeśli zaś chodzi o funkcję barierową, fluorowanie robi furorę przede wszystkim w przemyśle opakowaniowym. Zabezpiecza się w ten sposób przed migracją substancji różnego rodzaju zbiorniki i pojemniki, także wykorzystywane w medycynie.
