| Overfladeteknologi sammenføjningsmuligheder er på vej To virksomheder og et universitet samarbejder fortsat med at sætte uforenelige materialer sammen - fx plast og metal - efter afslutningen af projektet RadiSurf Et videnskabeligt eventyr af Mogens Hinge7) , Steen U. Pedersen, Kim Daasbjerg, Jens Hinke og Allan H. Holm Ved produktfremstilling er valg af materiale og design oftest altafgørende. I nogle tilfælde er plast det foretrukne valg, og i andre vil det være metal. I en lang række produkter vil en kombination mellem plast og metal dog være den ubetingede optimale løsning. Når man skal forene plast og metal, står man imidlertid med en udfordring, som traditionelt løses ved mekanisk sammenføjning (fx skruer eller bolte), limning (fx epoxy eller cyanoacrylat lim), og lignende. Disse metoder er alle begrænsede af forskellige forhold, herunder procestekniske hensyn (fx uanvendelighed i sprøjtestøbning) og lignende. Spændende nye Tre metoder På den baggrund gik virksomhederne SP Group og Grundfos samt Gruppen for Organisk Overfladekemi, Aarhus Universitet, sammen om et forskningsprojekt kaldet RadiSurf (2008-2013, økonomisk støttet af Det Strategiske Forskningsråd og de to virksomheder) for at udvikle en ny elektrokemisk/kemisk metode til at lave ekstremt stærke metal/plastsammenføjninger ad kemisk vej. Den er nu patentanmeldt. Under RadiSurf har vi udviklet metoder til: 1) kovalent at binde en bred vifte af funktionelle organiske grupper til metaller (jern, krom, stål, osv.) og andre ledende materialer som fx kulstof, 2) at anvende disse funktionelle grupper direkte eller som initiatorer til polymerisation og frembringelse af overfladebundne polymerbørster, dvs. en polymer bundet fast til en overflade i den ene ende og frithængende i den anden, og 3) at bringe belægningerne til anvendelse i forskellige sammenføjningsapplikationer (figur 1). Kort fortalt består Plast Panorama nr. 6 - 2014 Figur 1. Skematisk oversigt over RadiSurf processen. 16 processen i at foretage en overflademodifikation af metalemnerne med såkaldte polymerbørster, hvorpå plastdelen efterfølgende påføres, fx ved sprøjtestøbning. Udover en stærk sammenføjning giver RadiSurf-metoden en række andre fordele. For det første er materialeforbruget i laget af polymerbørster med tykkelse på typisk 5-1.000 nm så lille, at det tillader brugen af særligt fremstillede og dermed dyrere udgangsstoffer. For det andet får emnerne ikke en nævneværdig vægtforøgelse. Eksempelvis giver et 500 nm tyndt lag af polymerbørster med densiteten 1 g/ml en så lille vægtforøgelse som 0,5 g/m2. Ydermere ændrer det tynde lag ikke på de mekaniske egenskaber af materialet, hvilket tillader flere designmæssige friheder og mulighed for »retrofit« på eksisterende produkter. Sidst men ikke mindst er RadiSurf-teknoLEVERANDØRREGISTER logien en potentielt automatiserbar proces, som kan udføres in-line så vel som off-line. Mange bække små Hvordan kan overflademodifikation af metaller lede til stærk sammenføjning med plast? Det gør det absolut heller ikke i sig selv. RadiSurf metoden kræver en nøje tilpasning af overflademodifikationen, herunder polymerbørsternes kemiske egenskaber til den tilhørende plast, for at muliggøre dannelse af både kemiske og fysiske (van der Waalske) bindinger imellem metaloverfladen og plastdelen. Traditionel limning danner oftest kun de relativt svagere fysiske bindinger. I vores tilfælde sker vedhæftningen af polymerbørsterne til metallet alene gennem meget stærke kemiske bindinger til overfladen med et estimeret antal på 1017-1018 pr. m2, mens vedhæftningen af Find din leverandør her!
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Plast Panorama her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her