Oberflächenmodifizierung von Polymethylmethacrylat durch ...

Kapitel 4: Ergebnisse und Diskussion 53
4 Ergebnisse und Diskussion
In diesem Kapitel sollen die durchgeführten Untersuchungen dargestellt und diskutiert werden, die
bezüglich der Plasmabehandlung von PMMA - mit dem Ziel, eine reflexmindernde Oberfläche zu
erzeugen - Einfluss auf die Polymeroberfläche nehmen.
Die Ergebnisdarstellung gliedert sich dabei in drei Abschnitte. Im ersten Teil werden die
Ergebnisse zur Erzeugung einer spektral breitbandigen Antireflexwirkung präsentiert. Zur
Erforschung des geeigneten Parameterbereiches wurden zahlreiche Untersuchungen zu möglichen
Kombinationen der variablen Prozessparameter durchgeführt. Weiterhin sollen die Abhängigkeiten
der Prozessparameter und deren Einfluss auf das Endresultat herausgearbeitet werden. Zur
Auswertung wurden optische und topographische Untersuchungsmethoden eingesetzt. Im zweiten
Teil werden die Ergebnisse zur Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der modifizierten
Oberfläche dargestellt. Hierbei kamen die FTIR- und XPS-Technik zum Einsatz. Die
Oberflächenanalyse soll einerseits Informationen zur chemischen Modifikation der
plasmabehandelten PMMA-Oberfläche geben, andererseits soll ein Modell zur Strukturentstehung
formuliert werden.
Im 3. Teil wird die Haltbarkeit unter Einfluss verschiedener Klimabedingungen bewertet und ein
Verfahren zur Verbesserung der Lebensdauereigenschaften dargestellt.
4.1 Zusammenhang zwischen Plasmaparametern und den dadurch auf
PMMA erzeugten optischen Eigenschaften
Üblicherweise wird in einem PIAD-Beschichtungsprozess eine Vorbehandlung der Substrate
mittels Niederdruckplasma durchgeführt. Sowohl das für Gläser vor der Schichtabscheidung
notwendige Entfernen der Wasserhaut, als auch die Aktivierung niederenergetischer
Kunststoffoberflächen werden standardmäßig durch eine Plasmabehandlung von wenigen Minuten
bei mittleren Ionenenergien (80 eV – 120 eV) durchgeführt.
Während einer derartigen Vorbehandlung wurde festgestellt, dass eine spezielle Plasmabehandlung
auf der PMMA-Oberfläche zu einer Änderung der optischen Eigenschaften führen kann. Diese
Plasmabehandlung mit einem Gasgemisch aus Argon (14 sccm) und Sauerstoff (10 sccm) bei einer
eingestellten Bias-Spannung von 120 V (entspricht in etwa einer Ionenenergie von 120 eV) führte
nach 300 s zu einem sichtbaren Anstieg der Transmission des PMMA (Abb. 25).