Способ обработки полимерных материалов Советский патент 1980 года по МПК C08J7/10 

1

Изобретение относится к обработке поверхности полимерных материалов электрическими разрядами и может применяться в тех областях техники, где необходимо улучшить адгезионные свойства поверхности полимерного материала.

Известен способ обработки полимерного материала, в котором для соеди- .„ нения пленки из полиэтилена с пленкой из этиленгликольтерефталата с сетчатой поверхностью, последнюю сначала подвергают воздействию коронного разряда при комнатной температуре, а затем соединяют с пленкой из поли- этилена при температуре более 300°С 1.

В этом способе преимущества электрической обработки используются не- 20 достаточно полно. Известен также способ, в котором пленку обрабатывают электрическим разрядом в электрическом поле в газовой среде, состоящей из чистого азота или его смесей с 25 воздухом, содержа1дим SIS об.%, преимущественно $10 об . % кислорода 2.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, при котором пленку подвергают действию коронного разря- ЗО

да в электрическом поле при комнат.ной температуре или при нагревании в газовой среде, применяя двуокись углерода или его смеси с воздухом, содержание кислорода в которых составляет 15 об.%, преимущественно 10 об.% 3.

Однако и здесь увеличение адгезионной способности поверхности оказывается не предельным.

Цель изобретения - улучшение адгезионных свойств поверхности полимерного материала.

Для этого в способе обработки полимерного материала воздействием на его поверхность электрическими разрядами в электрическом поле в газовой среде обработку осуществляют в среде, состоящей из воздуха, элегаза и азота. Причем;обработку осуществляют в газовой среде с концентрацией элегаза 5-10 об.%.

При обработке полимерного материала, например полимерной пленки, объект помещают между электродами, расстояние между которьгми значительно меньше их геометрических размеров. На электроды подают напряжение, величина которого достаточнадля зажигания разряда. При этом полимерная пленка находится в зоне электрического поля и обработка поверхности равномерна, что дополнительно повышает адгезионные свойства поверхности Так как злегаз в обычном состоянии, вне зоны, где непосредственно горит электрический разряд, является инертным нетоксичным газом, а продукты разложения короткоживущи и сосредоточены лишь в зоне разряда, то введение элегаза в состав газа, не требует дополнительных мер предосторожности, т.е. не усложняет технологический цикл.

Предлагаемый способ бьш проверен в лабораторных условиях. Были обработаны образцы полизтилентерефтаЛатной пленки толщиной 70 и 34 мкм в газовой среде, состоящей в одном случае из воздуха, а в другом - из воздуха, с добавлением элегаза и азота. Содержание элегаза в смеси 5-10 об.%

Пленку помещают между плоскопараллельными металлическими электродами, не которые наклеивают пластинки стекла, толщиной 1 мм. Расстояние между диэлектрическими поверхностями 200 мкм. Величина напряжения, прикладываемого к электродам, составляет при обработке в воздухе 7,5 кв, а при обработке в среде с добавкой элегаза - 10 кв. Средний ток, протекающий в цепи, составлял 0,016 А.

Обработку ведут при временах экспозиции от 15 с до 5 мин. Результаты показывают, что адгезионные свойства поверхности, обработанной в среде, содержащей элегаз, значительно выше, чем обработанной в воздухе.

Изменение адгезии оценивают по углу смачивания. Полученные результаты приведены в табл. 1-6, где t - время обработки лавсановой пленки электрическими разрядами;

в°- начальный угол смачивания 8° - конечный угол смачивания; Uggp - напряжение, при котором

проводится обработка; W - поверхностная энергия

в дж/м .

Каждая из величин, приведенных в табл. 1-6 - результат усреднения не менее 10 измерений. В табл. 1, 2, 4, 5 приведены данные по лавсану 34 мкм, в табл. 3, 6 - данные по лавсану 70 мкм.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

64

I1

I1

IТ

II

II

II

1I

II

I I

I

0,5

64

64

10 1 1

- -

1,0

I

2,0

63 I I

3,0

60

4,0

,11.

53

II .11,

5,0

- -.

6,0

45

7,0

.It.

41

II .11.

8,0

40,2

-

9,0 .11.

39,0 .It.

0,0

38

0,0 .It.

34

. I

0,0 .It.

25

мин . t I. . I

мин

мин .1116мин

Таблица

105

Смесь с SF,

II

105

105,4

Iт

107,2

II

111,3

II

112,5

,

118,3

II

118,5

tI

119,0

1I

119,0

1I

121

II

123

II

123,5

129,1

137,7

136,2

Таблица 5

Смесь с SF

I I t I

T I

.., t I

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10

64

10 Чтобы оценить адгезионные свойства поверхности, образцы обработанной пленки заливают стандартной фотоэмульсией ТУ 6-17-501-73, затем высушивают при комнатной температуре. После этого пленку с эмульсией испытывают по стандартной методике на приборе ПИЭС-2. Описываемым способом были обработаны полимерные пленки из полиэтилена, лавсана, полиимида и т.д. и во всех случаях при обработке в смесях, содержащих элегаз, адгезия поверхнос ти оказалась достаточно высока. Формула изобретения 1. Способ обработки полимерного материала воздействием на его поверх

Таблица б

105

Смесь cSF.

105

107,2

110,5

115,9

121,8

125,5

tI

127,2

0,8

II

128,2

9,2

129,2

I

130,5

-

5,0

132,9

II

3,7

133,7

II

134,2

II

141,6

II

142,4

II

143,1

- ность электрическими разрядами в электрическом поле в газовой среде, отличающий с я тем, что, с целью улучшения адгезионных свойств поверхности полимерного материала, обработку осуществляют в среде, состоящей из воздуха, элегаза и азота. 2. Способ no.rj, 1, отличающийся тем, что обработку осуществляют в газовой среде с концентрацией элегаза 5-10 об.%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3081215, кл. 156-272, 1963. 2.Заявка ФРГ № 1768534, кл. С 08 J 7/10, 1975. 3.Заявка ФРГ № 1769872, кл. С 08 J 7/10, 1976 (прототип).