Modifikation von Holzoberflächen durch Plasmabehandlung: Untersuchung der grundlegenden Wechselwirkungen

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Durch die gezielte Funktionalisierung von Holzoberflächen können auch einfache undpreiswerte Hölzer mit Eigenschaften ausgestattet werden, die insbesondere im Bereich derSchutzbeschichtungen technisch und wirtschaftlich sehr vorteilhaft sind. Bei derPlasmabehandlung von Holz unter Atmosphärendruck werden folgende Ziele verfolgt:1. Die Plasmavorbehandlung (in Luft) vor einem Anstrich bzw. vor einer Verleimung zurSteigerung der Haftfestigkeit und Witterungsbeständigkeit des Anstrichs bzw. derVerleimung.2. Schnellere Trocknung von Beschichtungen wie z.B. Leime und damit gesteigerterDurchsatz in der industriellen Produktion.3. Beschleunigte Benetzung von Substraten durch Beschichtungssysteme und damitbessere Haftung von schnell härtenden Systemen wie z.B. UV-Lacke.4. Ersatz des üblichen Schleifprozesses oder dessen Ergänzung vor demBeschichtungsprozess.Der Ersatz (oder auch die Ergänzung) eines Schutzanstriches durch eine Plasmabehandlung (inSilan). Obwohl die erzielbaren Eigenschaftsmodifikationen bei der Plasmabehandlungzufrieden stellend sind, sind die zugrunde liegenden Mechanismen weitgehend ungeklärt. Zieldieses Forschungsprojektes ist, neben der Aufklärung der Wechselwirkungsmechanismenzwischen Plasma und Holz, die Entwicklung einer physikalisch begründeten Strategie zurgezielten Variation der Plasmaeinflussgrößen zur Bereitstellung definierter Holzoberflächen.Damit soll ein Beitrag zur Ablösung der in diesem Bereich bisher eher vorherrschendenheuristischen Vorgehensweise geleistet werden. Darüber hinaus sollen die Wechselwirkungender modifizierten Oberflächen mit Gasmolekülen untersucht werden. Wir setzenoberflächensensitive Methoden, insbesondere die Metastable Impact Electron Spectroscopy(MIES) ein, deren Informationen ausschließlich von Oberflächenzuständen herrührt. Sie wird mitUltraviolet Photoelectron Spectroscopy (UPS), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS),Auger Electron Spectroscopy (AES) sowie Rasterkraft- (AFM) und Rastertunnelmikroskopie(STM) kombiniert. Die Plasmaeigenschaften (z.B. die Elektronentemperatur) und dieMolekülfragmente in der Gasentladung oberhalb der Holzoberfläche werden durchEmissionsspektroskopie und Massenspektrometrie bestimmt.