以下类型的纸板,请由Klabin S.A.,were used in this study: (a) top of the paperboard (white side) coated by a polar latex; (b) top of the paperboard coated by a nonpolar latex; and (c) bottom of the paperboard (brown side) both with and without starch application. For the sake of industrial confidentiality, the polar and nonpolar latexes will not be fully described in this paper and they are denominated as latex A and latex B, respectively.

低密度聚乙烯(LDPE),请捐赠的Braskem S.A.(密度为0.918克/厘米³和熔体流动指数8 g / 10分钟),在这项研究中使用。

层压纸板/聚乙烯样品准备在一个挤出机(Technocoat公司,巴西的库里提巴)。进行了挤压在150米/分钟,没有火焰处理在纸板上。聚乙烯熔体温度为320°C和克重12 g / m²被用来繁殖典型工业生产叠层长寿命的包装条件。

图 1显示的顶部纸板的表面能(白色),没有火焰处理的极性和非极性乳液(A和B)。

很明显,表面能的纸板涂有极地乳胶(A)高于非极性的纸板涂布胶乳(B)图 1还表明,火焰处理增加纸板涂布的表面能与这两种类型的乳液。可以看出,纸板涂布的表面能与极地乳胶没有火焰处理类似于纸板涂布的表面能与flame-treated非极性橡胶。火焰处理引入了极性基团纸板的表面,增加其表面能,促进传播的聚乙烯和增加附着力( 4]。正如前面提到的,一个系统是稳定的 δ 年代 > δ l + δ SL ,在那里 δ 年代 固体表面张力, δ l 是液体表面张力, δ SL 是固-液表面张力( 12, 13]。

不可能计算底部的表面能(布朗)的纸板,因为二碘甲烷(非极性液体)迅速吸收。因此,这个衬底上的接触角只能测量水(极性液体),如图 2。这个数字表明,淀粉降低了水的接触角在这个底物由于其亲水的性格。图 2也表明,火焰处理提高了底物与水的亲和力,减少纸板的接触角在底部,有或没有淀粉。

火焰处理的影响在纸板表面的粗糙度进行评估,因为机械联锁是一个可能的机制,导致附着力。表 1显示了粗糙度参数Ra ( µ米),测量的上表面涂有极乳胶和纸板的底部,没有淀粉的应用程序。可以看出,火焰处理并不影响粗糙度的表面(顶部和底部)。因此,火焰处理对附着力的影响主要可以归因于表面能修改。

赵et al。 22]研究了纸和压敏胶之间的交互通过皮附着力测试。他们观察到的属性,影响界面的剥离力故障域被发现主要是纸张表面化学,由氧/碳比特征(由XPS),其次,表面粗糙度。皮力增加,氧/碳比和表面粗糙度。

图 3显示了A和B的影响乳液以及火焰处理的附着力聚乙烯在顶部的纸板。可以看出,火焰处理显著提高了乳液的附着力。另一个重要方面是,极地乳胶提拔一个表达增加附着力聚乙烯顶部的纸板;其效果与上方的火焰处理的应用程序,这是与非极性橡胶涂层b .这个结果是按照表面能值呈现在图 1。

图 4显示了影响淀粉的应用程序之间的附着力聚乙烯和flame-treated纸板的底面。可以看出,淀粉显著降低了这些组件之间的粘附力。正如前面提到的,它是不可能衡量的底部的表面能纸板由于二碘甲烷的吸收。然而,图 3表明,淀粉水的接触角降低衬底。这种效应表明,其表面能量增加,因此粘附力应该增加。因此,降低粘附力的一个可能的原因可能是轻微的表面粗糙度下降由于淀粉的应用,如表所示 1。应该指出,淀粉的使用是非常重要的,以避免纤维释放。因此,有必要控制淀粉应用于底面的数量来平衡这两种对立的效果。火焰处理基本重要性也在这种情况下,否则聚乙烯和底部表面之间的附着力是微不足道的。

图 5显示了聚乙烯的粘附力的函数顶部的纸板涂布的表面能和极性和非极性乳液,都有和没有火焰处理。可以看出,有一个很好的线性适应( R = 0.9966 这两个参数之间)。因此,纸板的表面能量的直接指示其附着力聚乙烯。这种关系解释了为什么顶部的纸板涂层的附着力和乳胶,没有火焰处理类似于表面涂层的附着力flame-treated非极性橡胶B:表面能量几乎是相同的。图 5也表明,顶部的纸板涂层的附着力与极地乳胶(A)与火焰处理远高于其他三个实验条件,因为它的表面能远远优于他人。

这些结果是根据观察到的伯内特和et al。 23]。在这项研究中,各种热塑性聚烯烃(TPO)提交给不同的表面处理,以提高其粘附特性。表面能量测量使用反气相色谱(IGC),和价值观相关的机械附着力测试画聚烯烃。更高的表面能量衡量IGC导致增加油漆的附着力。因此,上述作者得出的结论是,IGC可以作为预测工具TPO-paint粘附和机械基体的性能。

这些结果也符合所观察到的Gervason et al。 19]。在他们的研究中,不同报纸的表面能处理各种分级代理决定通过测量接触角。聚乙烯/纸剥的能量所遵循的线性关系和可逆的附着力。他们解释这个结果,断裂发生在界面,在界面缺陷的大小取决于扩散系数。

Gervason et al。 19]提到,他们可以利用可逆的经典表达粘附( 1),因为他们处理一个给定的胶粘剂(聚乙烯)在一系列的信徒(论文)。他们还认为, γ 巴勒斯坦权力机构 可以被忽视( 1),因为使用的材料在他们的研究大多是极性的,有相似的价值观的表面能。基于这些考虑,它们表明,断裂能量线性依赖于粘附的工作。然而,他们并没有显示结果的附着力和表面能。

根据Aravas et al。 24),当电影变形弹性在脱皮,胶粘剂的剥离力直接测量断裂能量。在这种情况下,剥能源( δ )是由以下方程: (3) δ = P 1 − 因为 Φ , 在哪里 P = F / l 皮力单位宽度的电影吗 Φ 皮角。因此,正如前面提到的,魏和哈钦森 25),在稳态剥落, δ 所做的功皮力单位的界面裂纹(单位宽度的电影)。这假设电影的整体拉伸能量的贡献(包括残余弹性能量在保税电影)与工作的平衡可以被忽视的 25]。如前所述,我们应用一个胶带,聚乙烯期间防止拉伸分层测试。

图 6介绍了剥能源( δ 聚乙烯的函数的顶部的纸板的表面能。比较的目的,这一数字也提供了相应的数据Gervason et al。 19]。可以指出,剥落的能源获得的价值在当下的工作非常类似于Gervason et al。 19]。然而,在我们的工作中,这些剥落的能量获得纸表面能量高于报道Gervason et al。 19]。解释这种差异是由于大厚度的聚乙烯(20 g / m²)Gervason用来绘制剥能源的表面能量的函数。根据Gervason et al。 19),剥离强度的增加与聚乙烯厚度、恒定纸表面能,可以解释的伴随增加接触面积和聚合物之间的附着。

剥离试验方法在180°,本研究评估中使用的粘附力,提供比人工分层结果更为可靠,主要依赖于知觉的分析师。然而,我们的研究结果表明,表面能测量更适合在造纸行业质量控制,因为这种方法可以预测附着力没有准备叠层聚乙烯包。