Modification of surface properties of high and low density polyethylene by Ar plasma discharge

0032071 - ÚJF 2006 RIV NL eng J - Journal Article
Švorčík, J. - Kolářová, K. - Slepička, P. - Macková, Anna - Novotná, M. - Hnatowicz, Vladimír
Modification of surface properties of high and low density polyethylene by Ar plasma discharge.
[Modifikace a povrchové vlastnosti polyetylénu s nízkou a vysokou hustotou plasmatickým výbojem v argonu.]
Polymer Degradation and Stability. Roč. 91, č. 6 (2006), s. 1219-1225. ISSN 0141-3910. E-ISSN 1873-2321
R&D Projects: GA MŠMT OC 527.100; GA MŠMT 1P05OC014
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10480505
Keywords : plasma polymerisation * surface modification
Subject RIV: CD - Macromolecular Chemistry
Impact factor: 2.174, year: 2006

Structural changes induced by Ar plasma discharge in low and high density polyethylene (LDPE and HDPE) were studied by different techniques. AFM and SEM methods were used to determine surface morphology, the changes in chemical structure were followed using FTIR and UV–vis spectroscopy. The content and the depth profile of incorporated oxygen was determined by RBS method. The degree of polymer ablation was determined gravimetrically. Standard goniometry was used to determine contact angle and to follow aging of plasma modified polymer. As a result of plasma treatment a lamellar structure or spherulites appear on the surface of HDPE and LDPE, respectively. Pronounced increase of the surface roughness is observed on HDPE contrary to LDPE.

Strukturální změny indukované argonovým plasmatickým výbojem v polyetylénu s nízkou (LDPE) a vysokou hustotou (HDPE)byly studovány různými metodami. AFM a SEM mikroskopie byly použity pro studium morfologie povrchů, změny chemického složení byly sledovány spektroskopií infračervenou FTIR a ultrafialovou UV-VIS. Obsah a hloubkové profily jednotlivých prvků v deponovaných vrstvách byly určovány metodou spektroskopie zpětně odražených iontů (RBS). Byl rovněž meřen kontaktní úhel pro posouzení stárnutí připravených vrstev, které byly modifikovány v argonovém plasmatu. Výsledkem modifikace v plasmatu je lamelární struktura nebo sferulitická struktura, která je pozorována v případě HDPE resp. LDPE. Zvýšení drsnosti povrchu bylo pozorováno v případě HDPE v kontrastu s LDPE. Výsledkem je také oxidace polymeru na povrchu, maximum koncetrace kyslíku leží cca 25 nm pod povrchem v případě obou typů polymerů. Po plasmatické úpravě pozorujeme pokles kontaktního úhlu, větší je v případě HDPE.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0132678