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Adhésion aux plastiques difficiles à coller
Les plastiques sont devenus un élément clé de l'industrie manufacturière moderne. Grâce à leur polyvalence et à leur faible poids, ils sont utilisés dans de nombreux secteurs. Le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP) et le polyamide (PA) sont les plastiques les plus couramment utilisés. Cet article présente les différentes options de traitement de surface. Nous présentons également quelques systèmes adhésifs spécifiques :
Obtenir une bonne adhérence aux plastiques difficiles à coller
Les plastiques sont devenus un élément essentiel de la production moderne. Grâce à leur polyvalence et à leur faible poids, ils sont utilisés dans de nombreux secteurs. Le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP) et le polyamide (PA) sont les plastiques les plus couramment utilisés. Leur collage est réputé pour ses difficultés. Le collage chimique de ces plastiques nécessite souvent une préparation de surface minutieuse et l'utilisation d'un système adhésif adapté. Cet article présente les différentes options de traitement de surface. Nous présentons également plusieurs systèmes adhésifs spécifiques permettant d'obtenir une bonne adhérence à ces matériaux sans prétraitement spécifique:
- Série Permabond TA46xx
- Cyanoacrylates avec POP primer
- Permabond TA4550 (application sans prétraitement important)
Préparations de surface pour plastiques
Pour les plastiques difficiles à coller comme le PE et le PP, il est essentiel d'augmenter la tension superficielle et de créer des groupes de liaison réactifs. Plusieurs traitements de surface peuvent y contribuer, tels que le flammage, le traitement corona, le traitement plasma, le traitement UV sous vide et le traitement laser. Chacune de ces techniques, si elle est correctement appliquée, peut augmenter l'énergie de surface et créer des groupes réactifs à la surface.
1. Le flammage
Le flammage est une technique rapide qui consiste à exposer brièvement la surface du plastique à une flamme nue. La chaleur provoque une oxydation, ce qui augmente la tension superficielle et améliore l'adhérence. Le flammage est particulièrement efficace sur le PE et le PP, car la surface acquiert des groupes de liaison réactifs. Cette technique nécessite un contrôle précis de la durée et de l'intensité afin de prévenir tout dommage au matériau.
2. Traitement Corona
Le traitement Corona utilise une décharge électrique haute fréquence pour ioniser la surface du matériau, créant ainsi des groupes réactifs tels que des groupes hydroxyles et carbonyles. La surface étant exposée à une haute tension, le traitement Corona ne convient pas aux applications électroniques ni aux applications sur métaux. Il est fréquemment utilisé dans les industries de l'emballage et du film.
3. Traitement Plasma
Le traitement Plasma est une méthode efficace qui utilise un gaz ionisé (plasma) pour nettoyer et activer la surface du plastique. Son principe de base est très similaire au traitement Corona. La principale différence réside dans le fait que la torche à plasma est sans potentiel. Ce procédé augmente la tension superficielle et ajoute des groupes réactifs. Il est efficace pour les plastiques non polaires comme le PE et le PP, et les plastiques polaires comme le PA.
Le traitement Plasma se divise en deux catégories : le plasma atmosphérique et le plasma sous vide. La différence réside dans l'environnement de travail et les applications. Le plasma atmosphérique fonctionne à pression d'air normale, avec un équipement relativement simple. Il est principalement utilisé pour nettoyer les surfaces ou les activer afin d'améliorer l'adhérence. Le plasma sous vide, quant à lui, s'effectue dans une chambre à vide, dans des conditions contrôlées et avec des gaz spécifiques. Il offre une précision et une régularité accrues, ce qui le rend idéal pour les matériaux complexes ou sensibles et l'application de revêtements fonctionnels. Bien que plus coûteux, le plasma sous vide offre des résultats de haute qualité pour les applications où la précision est essentielle. Il assure une base stable pour l'adhésion, même si le collage intervient un certain temps après le traitement.
4. Traitement UV sous vide
Le traitement UV sous vide utilise un rayonnement ultraviolet sous vide pour éliminer les contaminants et appliquer des groupes oxygénés à la surface. Cela favorise l'adhésion. Cette technique est efficace pour les plastiques lisses tels que le PE et le PP, mais elle est relativement coûteuse et souvent réservée à des applications spécialisées.
5. Traitement laser
Le traitement au laser utilise un faisceau laser pour injecter de l'énergie à la surface du plastique, créant une microrugosité et augmentant la tension superficielle. Cela favorise l'adhésion. Les lasers sont précis et adaptés aux pièces complexes ou de petite taille, mais l'équipement est coûteux. Le traitement au laser est souvent utilisé dans l'industrie électronique et pour les applications de précision.
Aperçu
Principes du collage
Une liaison solide et durable est créée par diverses interactions physiques et chimiques entre l'adhésif et la surface plastique. Les principaux principes du collage sont : l'ancrage mécanique, la diffusion, l'interaction physique et la liaison chimique.
Ancrage mécanique
L'ancrage mécanique se produit lorsque l'adhésif adhère physiquement à la microstructure de la surface. Cela peut se produire, par exemple, lorsque la surface est rugueuse, permettant à l'adhésif de combler les petits pores ou trous et d'assurer une adhérence ferme au matériau. Pour les plastiques naturellement lisses, comme le PE et le PP, un traitement de surface tel que le plasma ou le laser peut améliorer la rugosité et favoriser l'ancrage mécanique.
Interdiffusion
La diffusion se produit lorsque les molécules d'adhésif pénètrent dans le plastique et s'entremêlent aux couches superficielles. Cela crée une forte liaison intermoléculaire, particulièrement efficace avec les thermoplastiques comme le PA, qui présentent un certain degré de flexibilité et de mobilité moléculaire. La diffusion exige que l'adhésif et le substrat soient thermodynamiquement compatibles, ce qui la rend particulièrement adaptée aux plastiques polaires.
Interaction physique
Les interactions physiques, telles que les forces de Van der Waals, créent des liaisons entre l'adhésif et la surface du plastique. Bien que ces liaisons soient généralement plus faibles que les liaisons chimiques, elles peuvent contribuer à une bonne adhérence dans les matériaux difficiles à lier chimiquement. En particulier dans le cas des plastiques non polaires, le traitement au plasma peut renforcer ces forces en augmentant la tension superficielle.
Liaison chimique
L'adhésion chimique est la forme d'adhésion la plus forte. Elle se produit lorsqu'une réaction chimique se produit entre l'adhésif et la surface du plastique. Cela crée des liaisons covalentes qui forment une liaison permanente. L'adhésion chimique se produit principalement avec des plastiques comme le PA, dont les groupes polaires, tels que les amines et les carbonyles, peuvent se lier chimiquement à des systèmes adhésifs appropriés.
