Способ обработки полимерных материалов
патеитно-тС ая .6ãP . ъ
Союз Советских
Социалистических
Республик
О и и с Фгй- чФ-е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
„;;-732304
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 040577 (21) 2481279/23-05 (5()М. Кл. с присоединением заявки М
С 08 J 7/10
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 050580. Ьюплетень Мо 17
Дата опубликования описания 08.05.80 (53) УДК 678. 029 . 7 (088. 8) (72) Авторы изобретения
Ч.N. Джуварлы, Г.В. Вечхайзер, П.B. Леонов и Г.Р. Рзаев
Ордена Трудового Красного Знамени институт физики
АН Азербайджанской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА
Изобретение относитс я к обработке поверхности полимерных материалов электрическими разрядами и может применяться в тех областях техники, где необходимо улучшить адгез ионные св ойства поверхности полимерного материала.
Известен способ обработки полимерного материала, в котором для соединения пленки из полиэтилена с пленкой из этиленгликольтерефталага с сетчатой поверхностью, последнюю сначала подвергают воздействию коронного разряда при комнатной температуре, а затем соединяют с пленкой из поли- 15 этилена при температуре более
300 С (1) .
В этом способе преимущества электрической обработки используются не- 2р достаточно полно. Известен также способ, в котором пленку обрабатывают электрическим разрядом в электрическом поле в газовой среде, состояцей из чистого азота или его смесей с 25 воздухом, содержацим « 15 об.%, преимущественно «< 10 об ° % кислорода (2).
Наибол-е бли ким к предлагаеМому является способ, при котором пленку подвергают действию коронного разря- ЗП да в электрическом псле при комнатной температуре или при нагревании в газовой среде, применяя двуокись углерода или его смеси с воздухом, содержание кислорода в которых составляет « 15 об.Ъ, преимущественно
«10 об. Ъ (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 осуцествляют в среде, состоящей из воздуха, элегаза и азота. Причем обработку осуществляют в газовой среде с концентрацией элегаза 5-10 об. Ъ.
При обработке полимерного материала, например полимерной пленки,i объект помецают между электродами, расстояние между которыми значительно меньше их геометрических размеров.
На электроды подают напряжение, величина которого достаточна для зажига732304
Т а б л и ц а 1 м Среда
Воздух
4,3 64
105
0 5
105
1,0
105
105, 1
1 05-5
106,2
106,6
106,8
107,4
107,9
63,8
3,0
63,7
4,0
5,0
62,8
6,0
62,3
7,0
8,0
61,8
9,0
110
59!0
10,0
56,0
20,0
120,9
49,7
49,0
30,0
121
1 мин
2 мин
3 мин
5 мин
124,5
1? 6, 6
131,2
37 ния разряда. При этом полимерная пленка находится в зоне электрическо- го поля и обработка поверхности равномерна, что дополнительно повышает адгезионные свойства поверхности,Так как элегаз 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 был проверен в лабораторных условиях. Были обработаны образцы полиэтилентерефта4атной пленки толщиной 70 и 34 мкм в газовой среде, состоящей в одном случае из воздуха, а в другом — иэ воздуха, с добавлением элегаза и азота.
Содержание элегаза в смеси 5-10 об.Ъ.
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 A.
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; о
& — начальный угол смачивания;
9 — конечный угол смачивания;
U р — напряжение, при котором проводится обработка;
И вЂ” 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.
732304
Таблица 2 о 11 В . 11, 10 Дж/м СРеДа
Обр !о
64 7,5 64
105!3
Воздух
0,5
1,0
105,5
106, 1
63,5
63.2,0
° 1
3,0
1 1»
106, 3
107,2
62,8
4,0
5,0
61,7
6,0
7,0
«!!»
61,2
»I 1
8,0
59,6
9,0
10,0
44
35
136,2
136,8
29
Таблиц а 3
U asap кВ Gt И 10, дж/м СРЮЖ
1 oItp c
0 5
7,5
105
Воздух
1,0
63,8
63,6
63,2
«I l
2,0! I»
3,0
4,0
62,6
5,0
61,9
6,0
61,8
7,0
61,1
«1 t
8,0
61 0
9,0
10,0
20,0
«11»
13lt 9
137, 7
1 °
° 1
136,2
136,8
30,0
29,0
20,0
30,0
1 мин
2 мин
3 мин
5 мин
30,0
1 мин
2 мин
3 мин
5 мин
59,7
59,7
57 1
44,2
36,5
35,0
107, 6
108 1
108, 3
109, 9
110, 5
112,7
125, 5
132, 0
157,7
105,1
105, 4
106, 0
106,8
107, 3
107, 5
108, 1
108, 3
108,9
110,0
112,7
125, 1
732304
Таблица 4 о -Э 2
0 W ° 10,дж/м Среда оБр
Смесь с SF
105
0,5
105
1,0
105, 4
107, 2
111, 3
112 5
118,3
118, 5
119,0
119,0
63,6
2,0
1 !»
«!!»
3,0
1 !»
4,0
5,0
52,7
52,0
5l,5
6,0
7,0
8,0
50 3
9,0
121
49,0
47;0
1О,О
123
20,0
123, 5
129,1
137,7
136,2
46,2
30,0
40,0
35,0
1 мин
2 мин
3 мин
4 мин
30,0
27,0
Среда
orp
Смесь с SFs
0,5
10
105
105
1,0
2,0
106, 5
109,4
117,3
3,0
4,0
5,0
121,8
124,0
127,7
6,0
7,0
4l
8,0
40,2
9,0
39,0
1О,0
20,0
3О,0
1 мин .2 мин
3 мин
Б мин
18
16 о
9 pttp н 8
128,0
129,0
130, 5
132, О
137,0
140, 6
141,5
142,4
143, 1
Т а б л и ц а 5
732304
Таблица 6
U <>, к В Q W - 1 О, дж/м Среда р,с
0,5
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
10
105
Смесь cSV
105
10
10
10
64
48
10
7,0
8;о
10
40,8
10
9,0
39,2
64 10, 0
20i0
64
35,0
33,7
64
64
33
1 мин
2 мин
3 мин
5 мин
10
64
18
16
Формула изобретения
Составитель Л. Ягодкина
Редактор И. Ковальчук Техред Ж.Кастелевич Корректор Г. Решетник
Тираж 549 . Подписное
ЦНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 1536/4Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Чтобы оценить адгезионные свойст30 ва 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 40 всех случаях при обработке в смесях, содержащих элегаз, адгезия поверхности оказалась достаточно высока.
1. Способ обработки полимерного материала воздействием на его поверх107,2
110,5
115,9
121, 8
125, 5
127,2
128,2
129,2
130,5
132,9
133,7
134, 2
141, 6
142,4
143,1 ность электрическими разрядами в электрическом поле в газовой среде, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения адгезионных свойств поверхности полимерного материала, обработку осуществляют в среде, состоящей из воздуха, злегаза и азота.
2. Способ по .П. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что обработку осуществляют в газовой среде с концентрацией злегаза 5-10 об .Ъ.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США М 3081215, кл, 156-272, 1963.
2. Заявка ФРГ 9 1768534, кл. С 08 У 7/10, 1975
3. Заявка ФРГ 9 1769872, кл. С 08 J 7/10, 1976 (прототип) .
