اصلاح سطح پليمر BOPP با استفاده از پلاسماي آرك لغزان و پلاسماي تخليه كم فشار اتمسفري

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش هدف آب‌دوست كردن فيلم نازك پلي‌پروپيلن كشيده شده(BOPP) با استفاده از پلاسما سرد بود. پس از اثربخشي پلاسما به مقايسه دو دستگاه پلاسما به نام آرك لغزان و پلاسماي كم فشار اتمسفري پرداخته شد. هردوي اين راكتورهاي پلاسما نقش به‌سزايي در اصلاح سطح BOPP داشتند. در اين راستا جهت يافتن مدت زمان بهينه براي ماندگاري پلاسما روي فيلم، به مدت 4 هفته انرژي سطحي پليمر براي راكتور كم فشار اتمسفري نيز بررسي شد. آنچه كه در فرآيند اندركنش بين پلاسما و پليمر حايز اهميت است، تغيير در شيمي و فيزيك سطح بود كه با استفاده از آناليزهاي مختلف بررسي شد. براي تغييرات زبري از آناليز AFM استفاده شد كه در مجموع مي‌توان گفت هر دو راكتور زبري فيلم را كاهش دادند. آناليز ATR-FTIR وجود گروه‌هاي عاملي را بر روي فيلم نشان داد. جهت بررسي دقيق‌تر چگونگي تغييرات شيمي سطح از نتايج اثر پلاسماي آرك لغزان آناليز XPS انجام گرفت و كاملا شكل‌گيري گروه‌هاي عاملي را روي سطح نشان مي‌داد. آناليز EDX نيز افزايش درصد نيتروژن و اكسيژن را با افزايش زمان پردازش نشان داد براي مشاهده نحوه پراكندگي كربن، اكسيژن و نيتروژن از EDS Maping نيز استفاده شد. جهت بررسي بهتر تغييرات مورفولوژي از نمونه ها FE-SEM گرفته شد كه ايجاد نقش ترك‌هاي زيادي بر روي فيلم نشان مي‌داد. آناليز زاويه تماس افزايش آبدوستي را نزديك به صفر درجه براي زاويه بين آب و سطح نمونه را نشان داد. جهت ارزيابي پلاسما از تابش پلاسما طيفOES گرفته شد كه گونه‌هاي فعال اكسيژني و نيتروژني را به خوبي نشان داد از آن‌جايي كه اين نوع پليمر به دما حساس بود با استفاده از دوربين FLIR دماي نمونه در زمان‌هاي مختلف اندازه‌گيري شد و پلاسماي سرد تغيير محسوسي در تغيير دماي نمونه ايجاد ننمود. پلاسماي آرك لغزان و پلاسماي كم فشار اتمسفري هر دو در زمان‌هاي كمتر از 10 ثانيه براي رساندن فيلم‌ها به انرژي سطحي مدنظر براي صنعت چاپ و بسته‌بندي كافي بودند و پردازش در زمان‌هاي بالاتر جهت بررسي بيشتر مكانيزم‌هاي اندركش بين پلاسما و پليمر استفاده شد. نتايج حاصل از ماندگاري سطوح پردازش شده با پلاسماي كم فشار اتمسفري افت انرژي سطحي را با افزايش زمان ماندگاري نشان مي‌داد. كاربرد مستقيم واصلي اين پژوهش بهبود خواص سطحي فيلم پركاربرد BOPP براي صنايع چاپ و بسته‌بندي بود كه با اعمال پلاسما به ‌خوبي اين هدف محقق گرديد. واژه‌هاي كليدي: فيلم نازك، پلاسماي آرك لغزان، پلاسماي كم فشار اتمسفري، انرژي سحطي،گروه‌هاي عاملي، تغييرات زبري

192949

دانشگاه علم و صنعت ايران

فيزيك اتمي مولكولي

دكتر اسماعيل اسلامي - دكتر محمدرضا خاني