Les polymères contenant des plastiques sont essentiels dans la vie moderne. Être léger, fort et peu réactif, une vaste gamme de technologies en dépendent. Cependant, la plupart des polymères n'adhèrent pas naturellement aux autres matériaux, ils ont donc besoin d'adhésifs ou de traitements chimiques corrosifs pour permettre la fixation. C'est un problème dans des domaines comme l'alimentation et la médecine, où la contamination doit être évitée à tout prix.

Un moyen propre de fabriquer des adhésifs polymères industriels est nécessaire de toute urgence. Maintenant, une équipe de l'Université d'Osaka a réalisé exactement cela. Ils ont développé une suite de traitements au plasma pour permettre au caoutchouc vulcanisé et au plastique PTFE (polytétrafluoroéthylène) d'adhérer l'un à l'autre ou à d'autres matériaux. La méthode active la chimie de surface des polymères, comme décrit dans une étude de Rapports scientifiques .

"Si vous pulvérisez du PTFE avec un plasma d'hélium à 200 degrés, il peut adhérer au caoutchouc non vulcanisé - c'est une technique que nous avons développée plus tôt dans notre laboratoire, " dit l'auteur principal de l'étude Yuji Ohkubo. " Mais le caoutchouc vulcanisé présente un plus grand défi. Dans notre dernière étude, nous avons personnalisé un nouveau traitement plasma pour le caoutchouc de silicone vulcanisé, ce qui le fait adhérer fortement au PTFE pour la première fois."

Le silicone en question était du PDMS (polydiméthylsiloxane), une résine bien connue. Alors que la percée clé dans l'adhérence du PTFE était le traitement au plasma assisté par la chaleur, l'astuce avec le PDMS est de bombarder la surface avec un jet de plasma, en forçant le plasma azote/air à travers un petit trou. Le jet brise les liaisons silicium-carbone à la surface et les convertit en silanol (Si-OH).

Étant plus réactif que la surface en silicone d'origine, ces groupes silanol peuvent se lier au PTFE. Sous haute pression, des liaisons hydrogène se forment entre le silanol et les groupes fonctionnels contenant de l'oxygène sur le PTFE traité. Liaisons covalentes fortes (C-O-Si, où C vient du PTFE et Si du silicone) assembler encore les deux polymères, même sans adhésif.

L'union des deux matériaux permet à chacun de profiter des avantages de l'autre :la résistance chimique, antisalissure et glissant du PTFE, et l'élasticité du silicone. Le PTFE opaque peut également être remplacé par du PFA (perfluoroalcoxy alcane) si la transparence est nécessaire. Et ce n'est pas tout :lorsque l'envers du PDMS est également projeté au plasma, il peut se lier au cuivre et même au verre. Comme un ruban adhésif double face extrêmement résistant, ce sandwich à trois couches permet aux polymères fluorés d'adhérer proprement à d'autres matériaux utiles.

"Le PDMS est largement utilisé en médecine, par exemple dans les puces microfluidiques, " explique le co-auteur Katsuyoshi Endo. " Il pourrait y avoir d'énormes avantages à rendre le PTFE et le PDMS plus polyvalents pour les technologies médicales et alimentaires grâce à une adhérence sans adhésif. Combiné avec l'absence de tout besoin de produits chimiques volatils, nous espérons que notre méthode élargira les horizons des polymères de haute technologie."