308
A. CORNET et J.-P. DEVILLE
5.
Modification de surfaces
de polymères par plasma
Domaines abordes
Traitements de surface :
Plasmas froids,
Dépôts de couches minces par CVD.
Photoémission (ESCA - XPSJ,
Mesures d’angles de contact,
Microscopie à balayage.
Analyses :
TOF-SIMS,
Le développement de l’utilisation de matériaux polymères dans des
domaines aussi variés que la micro-électronique, l’emballage, l’industrie automobile ou les applications biomédicales suit une expansion régulière. Les polymères sont en effet des matériaux qui possèdent des propriétés de mise en
forme facile, qui ont une grande ductilité, sont souvent biologiquement compatibles, sont optiquement transparents et ont de faibles conductivités thermique
et électrique. Ce sont donc des matériaux économiques. L a surface de la plupart des polymères est, en revanche, peu hydrophile et nécessite la mise en
œuvre de traitements spécifiques pour la plupart des applications. Très vite, les
traitements de surface par plasma se sont révélés plus efficaces que les traitements chimiques. En particulier, il est possible de garder les propriétés intrinsèques du volume (ductilité, tenue mécanique) tout en améliorant les propriétés spécifiques de la surface (meilleur mouillage, adhésion pour les dépôts
rendue plus facile...).
Parmi les exemples industriels, on peut citer les films plastiques pour I’emballage alimentaire. Ils ne sont jamais utilisés tels quels car leur perméabilité à
l’oxygène et à la vapeur d’eau est trop grande. On doit donc les recouvrir d u n e
couche d‘aluminium si la transparence n’est pas exigée ou d’une couche << barrière >> constituée souvent d’un copolymère comme I’EVOH (éthylène et alcool
vinylique). Plus récemment, les dépôts d’oxyde de silicium sont apparus pour ces
couches barrières. Ils ont de grands avantages : recyclage plus facile, absence de
toxicité, transparence et possibilité d’utilisation dans les fours micro-ondes.
Un autre exemple pour l’industrie des composants est celui des dépôts d’aluminium qui permettent d’obtenir des condensateurs bon marché.
Quel que soit le matériau déposé (aluminium ou oxyde de silicium), on risque
d’être confronté à un problème d’adhésion puisque la tension superficielle des
polymères est faible. Le manque d‘adhésion introduira des défauts de perméabilité chimique ou de conductibilité électrique. I1 faudra donc procéder à une modification de la surface du polymère pour changer son énergie de surface et pour
introduire des fonctionnalités chimiques nouvelles qui favoriseront la liaison
entre le matériau de base et son revêtement.
A. CORNET et J.-P. DEVILLE
5.
Modification de surfaces
de polymères par plasma
Domaines abordes
Traitements de surface :
Plasmas froids,
Dépôts de couches minces par CVD.
Photoémission (ESCA - XPSJ,
Mesures d’angles de contact,
Microscopie à balayage.
Analyses :
TOF-SIMS,
Le développement de l’utilisation de matériaux polymères dans des
domaines aussi variés que la micro-électronique, l’emballage, l’industrie automobile ou les applications biomédicales suit une expansion régulière. Les polymères sont en effet des matériaux qui possèdent des propriétés de mise en
forme facile, qui ont une grande ductilité, sont souvent biologiquement compatibles, sont optiquement transparents et ont de faibles conductivités thermique
et électrique. Ce sont donc des matériaux économiques. L a surface de la plupart des polymères est, en revanche, peu hydrophile et nécessite la mise en
œuvre de traitements spécifiques pour la plupart des applications. Très vite, les
traitements de surface par plasma se sont révélés plus efficaces que les traitements chimiques. En particulier, il est possible de garder les propriétés intrinsèques du volume (ductilité, tenue mécanique) tout en améliorant les propriétés spécifiques de la surface (meilleur mouillage, adhésion pour les dépôts
rendue plus facile...).
Parmi les exemples industriels, on peut citer les films plastiques pour I’emballage alimentaire. Ils ne sont jamais utilisés tels quels car leur perméabilité à
l’oxygène et à la vapeur d’eau est trop grande. On doit donc les recouvrir d u n e
couche d‘aluminium si la transparence n’est pas exigée ou d’une couche << barrière >> constituée souvent d’un copolymère comme I’EVOH (éthylène et alcool
vinylique). Plus récemment, les dépôts d’oxyde de silicium sont apparus pour ces
couches barrières. Ils ont de grands avantages : recyclage plus facile, absence de
toxicité, transparence et possibilité d’utilisation dans les fours micro-ondes.
Un autre exemple pour l’industrie des composants est celui des dépôts d’aluminium qui permettent d’obtenir des condensateurs bon marché.
Quel que soit le matériau déposé (aluminium ou oxyde de silicium), on risque
d’être confronté à un problème d’adhésion puisque la tension superficielle des
polymères est faible. Le manque d‘adhésion introduira des défauts de perméabilité chimique ou de conductibilité électrique. I1 faudra donc procéder à une modification de la surface du polymère pour changer son énergie de surface et pour
introduire des fonctionnalités chimiques nouvelles qui favoriseront la liaison
entre le matériau de base et son revêtement.