Deposizione plasma assistita di coating barriera a base silicio su packaging polimerici: studio sperimentale e simulativo degli effetti dei parametri di processo

Negli ultimi decenni, l’industria alimentare ha sviluppato soluzioni per il packaging prevalentemente costituite da materiali plastici, come PET e PP. Questi polimeri non offrono sufficienti proprietà barriera alla permeazione di gas e di conseguenza non garantiscono un’adeguata shelf-life dei prodotti confezionati. Per questa ragione è forte l’interesse dell’industria alimentare nel trovare soluzioni barriera nuove ed efficienti. Tra queste, i coating barriera di silice si rivelano promettenti perché sono trasparenti e compatibili con il riscaldamento al microonde ed il riciclo del polimero su cui sono stati depositati. Una tecnica particolarmente interessante per la produzione di questi film è la deposizione plasma assistita a pressione atmosferica, che si caratterizza per basse temperature di trattamento, tempi di processo contenuti e ridotti costi d’impianto. Ottenere coating a pressione atmosferica con caratteristiche barriera adeguate è una sfida complessa ma la tecnologia offre numerosi gradi di libertà (configurazioni plasma, precursori gassosi e altri parametri di processo) che motivano fortemente la ricerca in questo ambito. L’obiettivo principale di questo lavoro di tesi è stata la ricerca delle condizioni ottimali per la deposizione plasma assistita a pressione atmosferica su substrati di polipropilene di coating di silice per applicazioni barriera. Mediante l’utilizzo di una configurazione Corona-jet sono stati depositati coating a partire da HMDSO al variare di alcuni parametri di processo, in particolare è stato osservato l’effetto della portata di ossigeno, del duty cycle e del tempo di trattamento sui depositi mediante analisi ATR-FTIR e SEM. In parallelo, è stata effettuata la progettazione di una configurazione DBD, assistita da una fase di modelling, al fine di indagare l’uniformità del profilo di velocità del flusso di gas all’interno della sorgente, aspetto indispensabile per garantire l’uniformità del deposito.