Mit Hilfe der Plasmatechnologie lassen sich nun auch Kunststoffpulver und -granulate im industriellen Maßstab modifizieren. Diener electronic GmbH + Co. KG, Ebhausen, hat eine Niederdruck-Plasmaanlage entwickelt, mit der beispielweise funktionale hydrophobe Additive dauerhaft hydrophil gemacht werden können – mit dem Effekt verbesserter Produkteigenschaften für innovative Anwendungen.

Polyethylen ist von Natur aus hydrophob und somit nicht in der Lage, Feuchtigkeit aufzunehmen. Deshalb ist der Werkstoff nicht für alle Anwendungen hilfreich. So fehlt beispielsweise oft die chemische Bindung zwischen dem Kunststoffgranulat und dem Additiv. Um dies zu ändern, hat Diener electronic für die Hydrophilierung der Pulver eine Plasmaanlage entwickelt. In der PC-gesteuerten Anlage können pro Charge 25 kg Pulver durch die Zuführung von Sauerstoff, Stickstoff oder Argon als Prozessgasen behandelt werden.

Bislang war die Plasmabehandlung von Schüttgütern wie Pulver nur im Labormaßstab mit Mengen bis zu 1 kg möglich. Mit der Anlage hat Diener electronic erstmals die Voraussetzungen für einen industriellen Einsatz geschaffen. Das Pulver wird während des gesamten Prozesses in einem Trommelrezipienten kontinuierlich durchmischt, so dass eine gleichmäßige Behandlung gewährleistet ist. Durch die niedrigen Prozesstemperaturen von rund 30 °C ist die thermische Schädigung des Pulvers ausgeschlossen, so dass deren Grundeigenschaften unverändert bleiben. Die Einstellung der gewünschten Oberflächeneigenschaften wird durch die Variation der Prozessparameter gezielt gesteuert.
Durch die im Plasma wirksamen Sauerstoffgruppen eröffnen sich für Kunststoffverarbeiter neue innovative Anwendungen. So lässt sich die Oberflächenenergie von Polyethylenpulver innerhalb weniger Minuten um das Zehnfache erhöhen. Mit solchen Additiven können sich Kunststoffverarbeiter zum Beispiel Gummi-Typen mit höherer Weiterreißfestigkeit erschließen oder poröse Filterelemente im Sinterprozess herstellen.

Durch gezielte Wärmebehandlung verschmelzen die Oberflächen der einzelnen Polymerteilchen dabei an ihren Berührungspunkten und bilden so ein poröses Formteil. Die Oberfläche des Produktes bietet dann eine homogene Struktur.
„Letztlich eröffnen sich den Kunden durch die Hydrophilisierung von Kunststoffgranulaten und -pulvern sehr viele Möglichkeiten, von denen wir heute zum Teil noch nichts wissen. Die Entwicklung steht hier noch ganz am Anfang. Ich bin mir sicher, dass sich mittels der Plasmaaktivierung künftig Multimaterialsysteme herstellen lassen werden, die vollkommen neue materialtechnische sowie prozesstechnische Eigenschaften aufweisen“, sagt Christof Diener, Geschäftsführer von Diener electronic.

Auch andere pulverförmige Stoffe wie etwa CNT (Carbon Nano Tubes), Metallpulver und Farbstoffe sind mittels der Plasmatechnologie behandelbar.