Progettazione, sviluppo e caratterizzazione di sorgenti di plasma freddo a pressione atmosferica per la deposizione di coating barriera organici-inorganici su substrati polimerici

Negli ultimi anni la tecnologia dei plasmi di non equilibrio ha suscitato interesse in ambito industriale grazie alla sua economicità, eco-sostenibilità e scalabilità. Nel mondo del packaging questa tecnologia, ancora in via di sviluppo, ha un ruolo sempre di maggior importanza in quanto permette di depositare coating a bassa permeabilità sui substrati polimerici di interesse. Rispetto ad alcune tecniche tradizionali il plasma non richiede alte temperature di processo e permette di ridurre i tempi caratteristici di processo. Questo elaborato di tesi si focalizza sulla progettazione ed ottimizzazione di sorgenti di plasma freddo a pressione atmosferica per la deposizione di coating barriera sulla superficie di substrati polimerici. Durante l’attività di tesi sono state progettate due sorgenti DBD e due corona multipin. Con le prime è stata dimostrata la fattibilità del processo di deposizione su film piani e, mediante l’utilizzo di una seconda tipologia di sorgente DBD munita di controelettrodo movimentabile, è stato approfondita l’influenza del transitorio di accensione del plasma sulle caratteristiche del coating. Tramite le caratterizzazioni Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) e Scanning Electron Microscopy (SEM) si è notato che il plasma in condizione di regime risulta più efficace, rispetto al plasma in fase transitoria, in termini di composizione chimica e morfologia del coating depositato. La progettazione e realizzazione della sorgente corona multipin ha reso possibile la deposizione su substrati aventi geometria complessa. Le prove sperimentali hanno permesso di individuare le criticità della sorgente, la cui progettazione è stata migliorata con la realizzazione della sorgente corona multipin 2.0, che verrà utilizzata per futuri test di deposizione.