Per migliorare la forza di legame tra il rivestimento in polietilene (PE) e la carta di base in Rotolo di carta rivestito con rivestimento , la chiave è migliorare le proprietà superficiali del materiale PE attraverso un'adeguata tecnologia di trattamento superficiale. Poiché il polietilene stesso è un materiale non polare, chimicamente inerte con bassa energia superficiale, la sua adesione alla carta base di cellulosa è scarsa, quindi la sua superficie deve essere modificata con mezzi fisici o chimici per migliorare la forza di legame tra i due.
1. Trattamento corona
Il trattamento con corona è il metodo di trattamento superficiale più comune. Genera scarica corona nell'aria attraverso l'elettricità ad alta frequenza e ad alta tensione, molecole di ossigeno ionizzante nell'aria e genera sostanze attive come ozono e radicali liberi. Queste particelle ad alta energia bombardano la superficie PE, innescando una reazione di ossidazione, generando gruppi funzionali polari come idrossile (–OH) e carbossil (–cooh) sulla sua superficie, migliorando così significativamente la sua energia superficiale e la bagnabilità. Questo metodo di trattamento è semplice da utilizzare e a basso costo ed è adatto alla maggior parte delle linee di produzione di coppa di carta, ma il suo effetto ha una certa tempestività e può indebolirsi gradualmente nel tempo.
2. Trattamento al plasma
Il trattamento al plasma è un metodo di modifica della superficie più sofisticato ed efficiente. Questa tecnologia utilizza gas a bassa pressione o a pressione normale (come ossigeno, azoto o argon) per formare plasma sotto l'azione di un campo elettrico. Le particelle e i radicali liberi carichi ad alta velocità bombardano la superficie PE, causando ossidazione, incisione, reticolazione e altre reazioni chimiche. Può non solo introdurre un gran numero di gruppi polari in superficie, ma anche cambiare la sua microstruttura e aumentare la rugosità superficiale. Rispetto al trattamento con corona, l'effetto del trattamento al plasma è più uniforme e stabile, che è adatto per scenari di applicazione con elevati requisiti per la qualità del prodotto, ma l'investimento delle apparecchiature è grande e il controllo dei parametri di processo è anche più complicato.
3. Trattamento della fiamma
Il trattamento della fiamma è quello di esporre brevemente la superficie PE a una fiamma ossidante ad alta temperatura, in modo che la sua superficie subisca una rapida reazione di ossidazione per generare gruppi funzionali contenenti ossigeno. Questo metodo ha una velocità di elaborazione rapida ed è adatto per le linee di produzione continue, ma nelle applicazioni effettive, la temperatura della fiamma e il tempo di elaborazione devono essere controllati con precisione, altrimenti è facile causare ossidazione eccessiva o danni termici, influenzando le proprietà del materiale.
4. Modifica della superficie chimica
Il trattamento chimico comprende principalmente il lavaggio dell'acido, il lavaggio alcalino, l'ossidazione dell'ozono e la copolimerizzazione dell'innesto. Ad esempio, la superficie PE è corrosa da una miscela di acido solforico concentrato e dicromato di potassio o gruppi idrofili sono introdotti sulla sua superficie dall'ossidazione dell'ozono; Monomeri come l'anidride maleica possono anche essere utilizzati per la modifica dell'innesto per migliorare la compatibilità e la capacità di legame di PE con altri materiali. Questo tipo di metodo può di solito ottenere un effetto di modifica della superficie più duratura, ma ci sono problemi come difficoltà nel trattamento liquido dei rifiuti chimici, alta pressione ambientale e costi elevati. Viene generalmente utilizzato per prodotti con requisiti di prestazioni speciali.
Al fine di verificare se il trattamento superficiale migliora efficacemente la forza di adesione tra il rivestimento PE e la carta di base, i seguenti metodi possono essere utilizzati per il test:
Test di resistenza alla buccia: misurare la forza necessaria per sbucciare lo strato PE dalla carta di base è il metodo più diretto per valutare la forza di legame interfacciale.
Test dell'angolo di contatto: misurando la variazione dell'angolo di contatto di una goccia d'acqua sulla superficie PE, è possibile giudicare il miglioramento della sua bagnabilità superficiale.
Analisi XPS (spettroscopia fotoelettronica a raggi X): utilizzata per rilevare la composizione dell'elemento superficiale e confermare se sono generati nuovi gruppi funzionali polari.
FTIR (Fourier Transform Infraring Spectroscopy) Analisi: analizzare i cambiamenti nella struttura chimica superficiale e identificare la presenza di gruppi funzionali specifici.
Osservazione SEM (scansione elettronica): controllare i cambiamenti morfologici della superficie dopo il trattamento, come aumento della rugosità e formazione della struttura microporosa.
Selezionando razionalmente e ottimizzando la tecnologia del trattamento superficiale, la forza di legame tra il rivestimento PE e la carta base nel rotolo di carta di base di coppa di carta rivestita PE può essere significativamente migliorata, migliorando così le prestazioni complessive e la competitività del mercato del prodotto.
