بررسی اثر پلاسما بر پلی اتیلن با روش طیف نمایی طول عمر پوزیترون

فرضیه : 

استفاده از پلاسما به عنوان روشی برای تغییرات سطوح پلیمر کاربردهای فراوانی دارد. استفاده از پلاسمای سرد فشار جو به دلیل سادگی و نیازنداشتن به تجهیزات گران قیمت، از برتری های بیشتری نسبت به سایر روش های پلاسما، لیزر و پرتو X برخوردار است. با توجه به کاربردهای زیاد پلی اتیلن در صنعت، بررسی تغییرات آن در اثر پلاسمای سرد می تواند موثر باشد.

 روش ها: 

در این پژوهش، از پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک (DBD) فشار جو برای افزایش ماهیت آب گریزی پلی اتیلن کم چگالی (LDPE)، استفاده شد. پس از مطالعه طیف گسیل نوری (OES) پلاسمای تولید شده، آثار آن در تغییرات سطحی و عمقی همچون شکل شناسی سطح، ترکیب شیمیایی و ساختار بلوری پلیمر با میکروسکوپی الکترونی پویشی گسیل میدانی (FE-SEM)، طیف نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه بازتاب کلی تضعیف شده (ATR-FTIR)، پراش پرتو X (XRD) و طیف نمایی طول عمر پوزیترون (PALS) مطالعه شد. همچنین از آزمون زاویه تماس به منظور بررسی تغییرات در آب گریزی پلیمر استفاده شد.

یافته ها:

 از داده های ATR-FTIR و XRD مشخص شد، تابش پلاسما به مدت s 180 در محدوده عمق چند نانومتری سطح پلی اتیلن اثر داشته است و تغییر شایان توجهی در پیوندهای شیمیایی و ساختار بلوری پلیمر ایجاد نمی کند. به عبارتی می توان از تابش پلاسما برای اصلاح نانومتری سطح استفاده کرد. از طرفی تصاویر SEM نشان می دهد، تابش پلاسما سطح صاف پلیمر اولیه را به سطحی پر از منافذ تبدیل می کند. نتایج آزمون زاویه تماس ضمن تایید این موضوع، بیشترشدن آب گریزی پلیمر پس از تابش پلاسما را نشان می دهد. نتایج طیف نمایی PALS نیز نشان می دهد، در عمق های میکرومتری به دلیل افزایش ناگهانی دما هنگام تابش پلاسما، حجم آزاد ماده به دلیل ترکیب تک حفره ها با یکدیگر، بزرگ تر می شود.