Para melhorar a força de ligação entre o revestimento de polietileno (PE) e o papel base em Rolo de papel de copo revestido de PE , a chave é melhorar as propriedades da superfície do material de PE através da tecnologia de tratamento de superfície apropriada. Como o próprio polietileno é um material não polar e quimicamente inerte, com baixa energia da superfície, sua adesão ao papel base da celulose é ruim; portanto, sua superfície deve ser modificada por meios físicos ou químicos para melhorar a força de ligação entre os dois.
1. Tratamento de Corona
O tratamento da coroa é o método de tratamento de superfície mais comum. Ele gera descarga de coroa no ar através de eletricidade de alta e alta tensão, moléculas ionizantes de oxigênio no ar e gerando substâncias ativas como ozônio e radicais livres. Essas partículas de alta energia bombardeiam a superfície do PE, desencadeando uma reação de oxidação, gerando grupos funcionais polares, como hidroxil (–OH) e carboxil (–COOH) em sua superfície, melhorando significativamente sua energia superficial e wettability. Esse método de tratamento é simples de operar e com baixo custo, e é adequado para a maioria das linhas de produção de copos de papel, mas seu efeito tem uma certa pontualidade e pode gradualmente enfraquecer com o tempo.
2. Tratamento de plasma
O tratamento com plasma é um método de modificação de superfície mais sofisticado e eficiente. Essa tecnologia usa gás de baixa pressão ou pressão normal (como oxigênio, nitrogênio ou argônio) para formar plasma sob a ação de um campo elétrico. Partículas de alta velocidade e radicais livres bombardeiam a superfície do PE, causando oxidação, gravura, reação cruzada e outras reações químicas. Ele pode não apenas introduzir um grande número de grupos polares na superfície, mas também alterar sua microestrutura e aumentar a rugosidade da superfície. Comparado ao tratamento de Corona, o efeito do tratamento com plasma é mais uniforme e estável, o que é adequado para cenários de aplicação com altos requisitos para a qualidade do produto, mas o investimento em equipamentos é grande e o controle de parâmetros do processo também é mais complicado.
3. Tratamento de chama
O tratamento da chama é expor brevemente a superfície do PE a uma chama oxidante de alta temperatura, para que sua superfície sofra uma rápida reação de oxidação para gerar grupos funcionais contendo oxigênio. Esse método possui uma velocidade de processamento rápida e é adequado para linhas de produção contínuas, mas em aplicações reais, a temperatura da chama e o tempo de processamento devem ser controlados com precisão, caso contrário, é fácil causar oxidação excessiva ou dano térmico, afetando as propriedades do material.
4. Modificação química da superfície
O tratamento químico inclui principalmente lavagem ácida, lavagem alcalina, ozidação de ozônio e copolimerização do enxerto. Por exemplo, a superfície do PE é corroída por uma mistura de ácido sulfúrico concentrado e dicromato de potássio, ou grupos hidrofílicos são introduzidos em sua superfície por oxidação do ozônio; Monômeros como anidrido maleico também podem ser usados para modificação do enxerto para melhorar a capacidade de compatibilidade e ligação do PE com outros materiais. Esse tipo de método geralmente pode atingir um efeito de modificação da superfície mais duradouro, mas há problemas como dificuldade no tratamento de líquidos de resíduos químicos, alta pressão ambiental e alto custo. Geralmente é usado para produtos com requisitos de desempenho especiais.
Para verificar se o tratamento da superfície melhora efetivamente a força de adesão entre o revestimento de PE e o papel base, os seguintes métodos podem ser usados para testar:
Teste de resistência à casca: Medir a força necessária para descascar a camada de PE do papel base é o método mais direto para avaliar a força de ligação interfacial.
Teste do ângulo de contato: Ao medir a mudança no ângulo de contato de uma gota de água na superfície do PE, a melhoria de sua molhabilidade na superfície pode ser julgada.
Análise XPS (espectroscopia de fotoelétrons de raios X): usado para detectar a composição do elemento da superfície e confirmar se novos grupos polares são gerados.
Análise do FTIR (Espectroscopia do Infraverso da Transformação de Fourier): Analise alterações na estrutura química da superfície e identifique a presença de grupos funcionais específicos.
MEV (microscópio eletrônico de varredura) Observação: Verifique as alterações morfológicas da superfície após o tratamento, como aumento da rugosidade e formação da estrutura microporosa.
Ao selecionar e otimizar racionalmente a tecnologia de tratamento de superfície, a força de ligação entre o revestimento de PE e o papel base no rolo de papel base de copo de papel revestido de PE pode ser significativamente melhorado, melhorando assim o desempenho geral e a competitividade do mercado do produto.
