Wettability and surface free energy of a radiation-modified polyethylene film

• Autorzy: Żenkiewicz M.

Warianty tytułu

PL

Zwilżalność i swobodna energia powierzchniowa folii polietylenowej modyfikowanej radiacyjnie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Effects of the electron radiation generated by a high-voltage linear accelerator on wettability and surface free energy (SFE) of low-density polyethylene (PE-LD) film were studied. Radiation doses of 25, 50, 100, 250, and 500 kGy were used. Water, glycerol, formamide, diiodomethane, and a-bromonaphthalene were applied as measuring liquids for contact angle measurements. The calculations of SFE were made by Owens-Wendt and van Oss-Chaudhury-Good methods, using the results of measurements of contact angle with various systems of the measuring liquids. Wettability tests were also performed. It was found that the contact angle decreased with the rising radiation dose for all the measuring liquids and the shapes of these dependences were similar. However, significant quantitative differences were observed. The largest changes in the contact angle were detected for the dose range of up to 50 kGy. SFE values when measured by different methods and various measuring liquids differed generally in the whole range of the doses applied. Therefore, the surface free energy cannot be accepted as an absolute measure of the thermodynamic state of the surface layer of radiation-modified PE-LD film. Its values can be compared with one another only when they were determined using the same method and the same measuring or standard liquids.

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu dawki promieniowania elektronowego na zwilżalność i swobodną energię powierzchniową (SFE) folii z polietylenu małej gęstości (PE-LD). Strumień elektronów generowano w wysokonapięciowym akceleratorze liniowym stosując dawki 25, 50, 100, 250 i 500 kGy. Jako ciecz do pomiarów kąta zwilżania zastosowano wodę, glicerynę, formamid, dijodometan i a-bromonaftalen (rys. 1, tabela 4), a do testu zwilżalności - standardowe dwu- i trójskładnikowe mieszaniny metanolu, glikolu etylenowego, formamidu i wody. SFE obliczano metodami Owensa-Wendta i van Ossa-Chaudhury'ego-Gooda (rys. 2-4, tabele 5-8). Stwierdzono, że wraz ze wzrostem dawki promieniowania maleje kąt zwilżania wszystkimi stosowanymi cieczami, przy czym przebiegi krzywych opisujących zmiany tego kąta są podobne w przypadku wszystkich zastosowanych cieczy, aczkolwiek występują między nimi istotne różnice ilościowe. Największy spadek kąta zwilżania zaobserwowano w zakresie dawek do 50 kGy. Natomiast wartości SFE wyznaczone z zastosowaniem różnych układów cieczy rosną monotonicznie wraz ze zwiększaniem dawki promieniowania. Stwierdzono jednak, że wartości te określone odmiennymi metodami różnią się w całym zakresie stosowanych dawek (rys. 4). Dlatego SFE nie może być przyjmowana jako bezwzględna miara stanu termodynamicznego warstwy wierzchniej folii PE-LD modyfikowanej radiacyjnie. Jej wartości mogą być porównywane jedynie wówczas, gdy są obliczane tą samą metodą i gdy podstawę tych obliczeń stanowią kąty zwilżania tymi samymi cieczami pomiarowymi.

Słowa kluczowe

EN

polyethylene film; radiation-induced modification; wettability; surface free energy

PL

folia polietylenowa; modyfikowanie radiacyjne; zwilżalność; swobodna energia powierzchniowa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2005
• Tom: T. 50, nr 5
• Strony: 365--370
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Żenkiewicz M.

• Kazimierz Wielki University, Institute of Technology, University of Bydgoszcz, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz, Poland,

Bibliografia

• 1. Żenkiewicz M.: “Adhezja i modyfikowanie warstwy wierzchniej polimerów”, WNT, Warszawa 2000.
• 2. Inagaki, N.: “Plasma Surface Modification and Plasma Polymerisation”, Technomic, Lancaster 1996.
• 3. Żenkiewicz M.: Polimery 2000, 45, 81.
• 4. Markgraf D. A.: Tappi J. 1985, 68, 74.
• 5. “Polymer Surfaces and Interfaces: Characterization, Modification and Application”, (Eds. Mittal K. L., Lee K. -W.), VSP, Utrecht 1997.
• 6. Żenkiewicz M.: Polimery 2003, 48, 667.
• 7. Singh A.: Radiat. Phys. Chem. 1999, 56, 375.
• 8. Korenev S.: “Compact Electron Accelerators for Radiation Technologies”, Proceedings of the 2001 Particle Accelerator Conference, Chicago 2001, p. 2509.
• 9. Żenkiewicz M., Rauchfleisz M., Czupryńska J.: Polimery 2003, 48, 343.
• 10. Żenkiewicz M., Rauchfleisz M., Czupryńska J.: Radiat. Phys. Chem. 2003, 68, 799.
• 11. Żenkiewicz M.: J. Adhesion Sci. Technol. 2004, 18, 607.
• 12. Owens D. K., Wendt R. C.: J. Appl. Polym. Sci. 1969, 13, 1792.
• 13. van Oss C. J., Good R. J., Chaudhury M. K.: J. Colloid Interface Sci. 1986, 111, 378.
• 14. ASTM D2578.
• 15. ISO 8296.
• 16. Żenkiewicz M.: Int. J. Adh. Adhesives 2005, 25, 61.
• 17. Żenkiewicz M.: Polimery 2004, 49, 94.
• 18. Żenkiewicz M., Czupryńska J.: “Wybrane zagadnienia modyfikowania radiacyjnego materiałów polimerowych”, Wydawnictwo Akademii Bydgoskiej im. Kazimierza Wielkiego, Bydgoszcz 2003.