بهبود چسبندگي پلي اتيلن - فلز با استفاده از كوپليمر هاي اتيلني اصلاح شده

كارشناسي ارشد

در اين مطالعه، هيدروليز كوپليمر اتيلن وينيل استات ( EVA ) با درصد هاي مختلف جهت استفاده به عنوان يك واسطه چسبي بين فلز و پلي اتيلن مورد بررسي قرار گرفت. اثر هيدروليز روي بلورينگي كوپليمر ها توسط آزمون DSC، يك افزايش دماي ذوب و آنتالپي بلورينگي از OC 9/88 به OC 5/102 و از 39/92 به J g-1 16/145 به ترتيب براي نمونه هاي اصلاح شده نسبت به نمونه خالص نشان داد. همچنين شناسايي تركيب و محاسبه درصد هيدروليز كوپليمر توسط آزمون هاي FTIR و H NMR مورد بررسي قرار گرفت. اثر هيدروليز كوپليمر بر روي تر شوندگي كوپليمر ها توسط آزمون زاويه تماس قطره انجام شد. زاويه تماس قطره مايع قطبي از 4/80 درجه براي نمونه EVA به 57 درجه براي نمونه اصلاح شده با 5 درصد عامل هيدروليز كننده ( EVA5%H ) كاهش يافت؛ انرژي هاي بين سطحي نمونه هاي فيلم با فلز و ورق پلي اتيلني توسط همين آزمون محاسبه شدند. علاوه بر آناليز هاي تعيين مشخصات فيلم هاي تهيه شده، آزمون هاي كششي مكانيكي نيز براي سنجش مقدار چسبندگي فيلم هاي چسبي و همچنين استحكام كششي فيلم ها انجام شدند. به اين ترتيب، مقدار نيرو در آزمون استحكام برشي يك رشد حدودا سه برابري داشت و از kN/m2 79/270 براي اتيلن وينيل استات خالص، به kN/m2 24/724 براي نمونه اصلاح شده EVA5%H رسيد. همچنين نيروي لازم براي آزمون پوست كني فلز از N.m-1 47/20 براي نمونه EVA خالص به N.m-1 39/850 براي نمونه EVA5%H افزايش، و براي آزمون پوست كني پلي اتيلن از kN.m-1 32/6 براي نمونه EVA خالص به kN.m-1 36/1 براي نمونه EVA5%H كاهش يافت. اثر هيدروليز بر رشد ترك با استفاده از آزمون گوه انجام گرفت و مشاهده شد كه انرژي چسبندگي از مقدار J/m2 1/35 در نمونه EVA به J/m2 5/202 در نمونه EVA5%H ارتقاء يافت. نتايج حاصل از آزمون فيلم هاي تهيه شده از كوپليمر EVA و نمونه هاي اصلاح شده آن نشان داد كه با افزايش حضور گروه هاي OH به جاي گروه هاي استاتي، مدول يانگ يك رشد حدودا 4 برابري داشته، ولي استحكام كششي از مقدار kPa 87/5 در نمونه EVA به kPa 01/5 در نمونه EVA5%H كاهش يافته است. در ادامه كار، براي قطبي تر كردن كوپليمرهاي EVA هيدروليز شده، مطالعاتي در موضوع اعمال گروه هاي ايزوسياناتي و آميني بر روي آن ها انجام شد. به اين ترتيب كه يك مقدار گرم ثابت از ماده PMDI به كوپليمر هاي هيدروليز شده با درصد هاي مختلف اضافه شد و نتايج حاصل از آزمون هاي FTIR، زاويه تماس قطره، استحكام برشي و استحكام كششي فيلم براي اين نمونه ها مورد بررسي قرار گرفت. آناليز FTIR حضور گروه هاي آميني و ايزوسياناتي در تركيب نمونه ها را نشان داد. براي اين نمونه ها افزايش قابل توجه استحكام برشي براي نمونه ها با مقدار هيدروليز كمتر بدست آمد. به گونه اي كه مقدار استحكام برشي براي نمونه EVA1%HN، مقدار kN/m2 98/555 بدست آمد كه اين مقدار براي نمونه EVA1%H، kN/m2 39/296 بود.

189568

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پليمر

دكتر محمدرضا مقبلي