Polytetrafluorethyleen (PTFE), of Telfon zoals het beter bekend is, wordt gebruikt in een verscheidenheid aan dagelijkse producten, van kookgerei tot tapijten, vanwege zijn niet-kleverige eigenschap. Echter, deze zelfde niet-kleverigheid heeft de toepassing ervan beperkt tot andere gebieden, waaronder de geneeskunde. Wetenschappers van de Osaka University Graduate School of Engineering hebben in samenwerking met Hyogo Prefectural Institute of Technology gerapporteerd hoe warmteondersteunde plasmabehandeling PTFE kan wijzigen om dit probleem op te lossen. Het rapport is te zien in RSC-vooruitgang

Kazuya Yamamura, universitair hoofddocent en Yuji Ohkubo, assistent-professor aan de universiteit van Osaka, wie de eerste auteur van de studie was, merk op dat er behoefte is aan betere smeermiddelen bij medische procedures. Veel mensen denken er niet veel over na, maar "het rubber in spuiten moet stabiel en niet plakkerig zijn om nauwkeurige hoeveelheden van een medisch middel te geven, ' zei Ohkubo.

In de huidige procedures het rubber wordt normaal gesmeerd met een coating zoals siliconenolie, maar deze coating kan het middel verontreinigen. PTFE zou een ideaal smeermiddel zijn omdat het niet met het middel zou vermengen, maar om effectief te zijn, moet het ook aan het rubber hechten.

Om de kleefkracht te vergroten, wetenschappers zullen PTFE behandelen met ofwel bijtende op natrium gebaseerde verbindingen of plasma. Plasmabehandeling is veilig, maar de hechting is minder.

"Conventionele plasmabehandeling laat een zwakke grenslaag (WBL) achter op het met plasma behandelde PTFE. Deze WBL verzwakt de adhesie tussen PTFE en de rubbe, " legt Yamamura uit.

Vastbesloten om een ​​veilige lijm op PTFE-basis te maken, Ohkubo hield rekening met de druk en temperatuur waaronder de plasmabehandeling werd uitgevoerd.

Geschikte omstandigheden voor het vergroten van de hechting waren het resultaat van nieuwe chemische bindingen en het etsen van een WBL op het PTFE-oppervlak. "Koolstoffluoridebindingen werden uitgewisseld met koolstof-koolstofverknopingen" naarmate het plasmavermogen werd verhoogd, zei Katsuyoshi Endo, professor, die de studie leidde. Deze crosslinks en etsen herstelden de WBL, versterking van de hechting tussen PTFE en rubber.

Nader onderzoek toonde aan dat de toename in crosslinks het gevolg was van de hogere PTFE-oppervlaktetemperatuur die gepaard ging met plasmabehandeling bij hoger vermogen. Om deze crosslinks te maximaliseren, de wetenschappers besloten het PTFE voor de plasmabehandeling te verhitten tot enkele honderden graden Celsius.

"Het oppervlak van PTFE-plaat heeft over het algemeen een WBL met veel krassen en putjes", die de hechting kunnen beïnvloeden, legde Ohkubo uit. De warmteondersteunde plasmabehandeling verbeterde de adhesie-eigenschap door de WBL terug te winnen.

De impact van de warmte en kracht op de hechting was heel duidelijk. Bij een lager plasmavermogen, peltests toonden aan dat het PTFE gemakkelijk van het rubber kon worden gesplitst. Echter, bij hogere macht, de hechting was zo sterk dat het rubber uit elkaar scheurde in plaats van te scheiden van PTFE. Bovendien, dit effect werd een jaar na de behandeling waargenomen, om de stabiliteit van de hechting aan te tonen.

Dat deze sterke hechting kan worden bereikt zonder giftige chemicaliën, suggereert dat het toch al grote gebruik van PTFE verder zou kunnen worden uitgebreid. "Onze methode is eenvoudig en zou het aantal medische toepassingen kunnen vergroten, " zei Ohkubo. De warmteondersteunde plasmabehandeling zou ook nuttig moeten zijn voor het verbeteren van de hechting van andere materialen.