CHAPITRE 7 - ÉTUDE DE CAS
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Dans d’autres applications (matériaux biomédicaux), on peut en revanche
souhaiter augmenter l’hydrophobie d u n matériau polymère. Des traitements
avec des gaz fluorés activés seront alors nécessaires.
Industriellement, les modifications de surface des polymères ont été d’abord
des traitements chimiques (attaque à l’oxyde chromique), puis des traitements
par flamme et des traitements thermiques. Efficaces, ils présentent cependant
des inconvénients majeurs : effluents polluants pour les traitements chimiques,
difficulté de contrôle des processus de flammage et de traitements thermiques.
Les procédés par plasma ont donc souvent pris le relais. Dans les cas les plus
courants, une simple décharge atmosphérique de type corona suffit ; elle permet
d’atteindre des vitesses de traitement de plusieurs mètres linéaires par seconde.
Si la modification suppose l’introduction d’espèces chimiques moins banales, on
pourra utiliser de nombreux gaz plasmagènes tels que l’hélium, l’argon, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, l’ammoniac.
Outre la décharge corona, on utilise souvent des plasmas
plusieurs types utilisant des puissances allant de quelques watts à plusieurs
kilowatts, sous des pressions allant du millibar au bar. Ce sont des décharges
radiofréquence (RF), micro-ondes par résonance cyclotron électronique (ECR).
5.1. Traitements de surface
de Nylon 6 par plasma micro-ondes
L’exemple que nous avons choisi(14) est u n traitement de surface d u n polyamide : le Nylon 6, dans la post-décharge d’un plasma micro-ondes (argon, oxygène, azote, et leurs mélanges). I1 s’agit de comprendre les mécanismes de fonctionnalisation en n’étudiant que l’action des espèces activées. L‘appareil est
schématisé sur la figure 7.25.
Ce réacteur est relié à u n appareil de photoémission (Fig. 5.59) où l’on peut
éventuellement transférer les échantillons traités sans remise à l’air. On ne montrera dans cet exemple que des résultats obtenus dans u n mélange argon-oxygène (puissance de la décharge : 300 W : débit d’oxygène : 20 seem* : débit d’argon : 0,7 sccm : pression dans le réacteur : 2 mbar ; temps de traitement allant
de 5 secondes à 4 heures).
(14) Scheuer A., Interaction d’une post-décharge d u n plasma micro-ondes avec des surfaces de polymères : fonctionnalisation et dégradation du Nylon 6 et du PMMA en postdécharge de plasmas d‘oxygène ou de mélanges oxygène-azote, Thèse, université Louis
Pasteur, Strasbourg (1996).
* sscm : standard cubic centimeter, 1cm3.min-’ sous conditions normales de température.
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Dans d’autres applications (matériaux biomédicaux), on peut en revanche
souhaiter augmenter l’hydrophobie d u n matériau polymère. Des traitements
avec des gaz fluorés activés seront alors nécessaires.
Industriellement, les modifications de surface des polymères ont été d’abord
des traitements chimiques (attaque à l’oxyde chromique), puis des traitements
par flamme et des traitements thermiques. Efficaces, ils présentent cependant
des inconvénients majeurs : effluents polluants pour les traitements chimiques,
difficulté de contrôle des processus de flammage et de traitements thermiques.
Les procédés par plasma ont donc souvent pris le relais. Dans les cas les plus
courants, une simple décharge atmosphérique de type corona suffit ; elle permet
d’atteindre des vitesses de traitement de plusieurs mètres linéaires par seconde.
Si la modification suppose l’introduction d’espèces chimiques moins banales, on
pourra utiliser de nombreux gaz plasmagènes tels que l’hélium, l’argon, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, l’ammoniac.
Outre la décharge corona, on utilise souvent des plasmas
plusieurs types utilisant des puissances allant de quelques watts à plusieurs
kilowatts, sous des pressions allant du millibar au bar. Ce sont des décharges
radiofréquence (RF), micro-ondes par résonance cyclotron électronique (ECR).
5.1. Traitements de surface
de Nylon 6 par plasma micro-ondes
L’exemple que nous avons choisi(14) est u n traitement de surface d u n polyamide : le Nylon 6, dans la post-décharge d’un plasma micro-ondes (argon, oxygène, azote, et leurs mélanges). I1 s’agit de comprendre les mécanismes de fonctionnalisation en n’étudiant que l’action des espèces activées. L‘appareil est
schématisé sur la figure 7.25.
Ce réacteur est relié à u n appareil de photoémission (Fig. 5.59) où l’on peut
éventuellement transférer les échantillons traités sans remise à l’air. On ne montrera dans cet exemple que des résultats obtenus dans u n mélange argon-oxygène (puissance de la décharge : 300 W : débit d’oxygène : 20 seem* : débit d’argon : 0,7 sccm : pression dans le réacteur : 2 mbar ; temps de traitement allant
de 5 secondes à 4 heures).
(14) Scheuer A., Interaction d’une post-décharge d u n plasma micro-ondes avec des surfaces de polymères : fonctionnalisation et dégradation du Nylon 6 et du PMMA en postdécharge de plasmas d‘oxygène ou de mélanges oxygène-azote, Thèse, université Louis
Pasteur, Strasbourg (1996).
* sscm : standard cubic centimeter, 1cm3.min-’ sous conditions normales de température.