Optimización del tratamiento por plasma atmosférico sobre láminas de polietileno de baja densidad (LDPE)

Abstract

[ES] La gran mayoría de polímeros poseen una baja energía superficial que, debido a la escasa presencia de grupos funcionales en su superficie, resulta en unas reducidas propiedades adhesivas. Normalmente se usan procesos químicos y físicos para modificar esta propiedad intrínseca. Dichos procesos tienen una serie de inconvenientes como el uso de productos nocivos para el medio ambiente. Una alternativa a dichos procesos es el uso de tecnologías de plasma. El principal objetivo de esta investigación es mejorar las propiedades adhesivas del polietileno de baja densidad (LDPE), optimizando un tratamiento previo por plasma atmosférico que favorecerá posteriores procesos adhesivos, como en la industria juguetera o la aplicación de tintes o artes gráficas sobre su superficie. El tratamiento superficial con plasma es un proceso limpio desde el punto de vista medioambiental. Este proceso no emite ningún tipo de residuo y es de fácil implementación en un proceso industrial. Además, el tratamiento con plasma atmosférico permite la utilización sobre gran multitud de materiales y aplicarlo a grandes velocidades. En este caso el tratamiento dura menos de unos segundos. En el presente estudio se analizan los procesos químicos y físicos que ocurren en la superficie del polímero de baja densidad (LDPE) en función de la velocidad y la distancia de tratamiento. Un incremento de lo s grupos polares en la superficie y de la rugosidad después del tratamiento puede incrementar sus propiedades adhesivas. Se analizan la influencia de la velocidad de tratamiento y de la distancia de tratami ento en los resultados finales. Las propiedades adhesivas son evaluadas por ensayos de pelado en ¿T¿. Los resultados muestran como a bajas velocidades y distancias de tratamiento, hay mayor inserción de moléculas polares en la superficie y se c onsigue mejorar las propiedades adhesivas del LDPE

[EN] The vast majority of polymers and composites have low surface energy; this is due to the low presence of functional groups on their surface which results in low adhesive properties. In order to modify this intrinsic property chemical and physical processes are commonly used. These processes present disadvantages, such as the use of products harmful to the environment. An alternative to these processes is the use of plasma technology. The main objective of this study is the improvement of the adhesive properties of the low density polyethylene (LDPE). In order to achieve the target, atmospheric plasma pretreatment has been optimized in order to promote subsequent adhesion processes, as the ones needed in the toy industry or the application of dyes or printing on surfaces. Plasma surface treatment is a clean process from the environmental viewpoint. This process does not emit any residue and it is easy to implement in an industrial process. Moreover the atmospheric plasma treatment is suitable to be applied in a large variety of materials even at high speeds when the treatment lasts less than a few seconds. In the present study it is examined the physical and chemical processes that occur in the LDPE surface as function of speed rate and distance of treatment. An increase both of the polar groups on the surface and the roughness after the treatment may increase its adhesive properties. It has been analyzed the in¿ uence of the speed rate and the nozzle distance on the ¿ nal results. The adhesive properties have been evaluated using the T-peel test. The results show that at low speeds rates and low nozzle/substrate distance there is a greater inclusion of polar molecules at the surface. Consequently the adhesion properties of LDPE are improved.