Effect of DC glow discharge treatment on the surface energy and surface resistivity of thin film of polypropylene

Abstract

A change in the surface energy and surface resistivity of a thin film of polypropylene (PP) of thickness 100 mm was investigated, using direct current (DC) glow discharge. The thin film of the PP was treated for various discharge powers and treatment time and the modification in the surface energy and the surface resistivity was observed. To investigate the modification in the surface energy after DC glow discharge treatment, contact angle of two test liquids formamide and de-ionized water over the surface of PP film was measured. By measuring the contact angle the change in surface energy and its two polar and dispersive components have been measured. It was observed that at a given power level of DC glow discharge surface energy and its polar component increases with increase of the treatment time, attains a maximum value, and then becomes almost constant. Correspondingly, with increase in surface energy, a decrease in surface resistivity was observed. Also, a change in surface morphology was observed by atomic force microscopy and by FT-IR spectra generation of polar groups at the surface of PP film.

Efeitos da descarga corona em superfície de polipropileno em temperatura ambiente e acima

“…A Tab.2.1 apresenta os principais grupos funcionais formados após modificação superficial por descargas elétricas (corona, luminescente e plasma) nas superfícies de PE, PEBD, PP, polidimetilsiloxano e silicone elastomérico observados por vários autores [2]- [4], [6], [7], [34], [35]- [37] através de análise de FT-IR/ATR. Tab.…”

“…A significativa e evidente redução dos valores de θ após modificação superficial e a saturação de grupos polares formados na superfície do substrato como o decorrer do tempo de tratamento, que reflete em uma constância nos valores de θ, independente do processo de modificação superficial por descarga elétrica utilizado, é amplamente observado na literatura [2], [4]- [8], [14], [30], [49], [35]- [37], [55], [56].…”

“…A partir da Fig. 4.8 indica-se não haver formação de grupos hidroxila (OH) na superfície dos filmes de PP depois de modificados superficialmente, porém após 10s de tratamento por descarga corona observa-se na região de 1800cm −1 a 1600cm −1 formação de grupos carbonila (C = O) na superfície destes filmes [2]- [4], [6], [7], [34], [35]- [37]. Além disso, observa-se também nesta região que, com o aumento do tempo de tratamento por corona, há uma intensificação dos picos e alargamento das bandas nos espectros dos filmes de PP após descarga (quando comparados aos espectros dos filmes sem modificação superficial) indicando que tais grupamentos são oriundos das reações químicas superficiais provocadas por descarga corona sugeridas no Cap.2.3.…”

“…4.9 é observado que o pico de carbonila (C = O) pós corona ocorre em 1740cm −1 e que na região de 1400cm −1 a 1000cm −1 observa-se a presença de grupos carbono-oxigênio (C − O) de carbonilas, hidroxilas e/ou ésteres. Evidências da formação de grupos funcionais polares contendo oxigênio na superfície de materiais poliméricos após descargas elétricas são apresentadas em [2], [6], [7], [35].…”

“…Alguns autores também observaram alterações topográficas na superfície de alguns filmes após tratamento superficial. Por exemplo, puderam ser observadas protuberâncias (bumps) na superfície de filmes de polipropileno após descarga de barreira dielétrica [5], [30], [35]. A elevação da rugosidade também foi observada por Borcia et al [58] após tratamento por descarga de barreira dielétrica em filmes de PE.…”