Thin Surface Layer of Plasma Treated Polyethylene

Abstract

This paper reports on the effect of argon plasma on the high density polyethylene surface. The aim is to alter the surface in a manner and scale resulting in a stronger metal/polymer valence. The specimens are exposed to the direct current discharge, the irradiation time and power being variables. Electron paramagnetic resonance and X-ray photoelectron spectroscopy (EPR and XPS, respectively) are employed to determine the plasma effect. The surface wettability is studied by goniometry. The plasma treatment leads to radical generation and activation of such agents as oxygen, thus the surface wettability is significantly increased. The evolution ofthe treated surface in different media is studied. The influence of an increased oxygen concentration and the storage medium on the concentration gradient within the surface monolayers is proved. The EPR data show a gradual and very slow decrease in the number of radicals present on the treated surface after 2000 h. Also evidence is given for partial dissolution of the treated surface in water.

Представлены результаты изучения влияния плазмы аргона на поверхность полиэтилена высокой плотности. Целью исследования является изменение поверхности таким образом, чтобы увеличить валентность ме­талла/полимера. Образцы подвергали воз­действию разряда постоянного тока, при этом время воздействия и мощность являлись переменными величинами. Для опре­деления влияния плазмы использовали электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и фотоэлектронную рентгеновскую спектроскопию. Смачиваемость поверхнос­ти изучали с использованием гониометрии. Плазменная обработка ведет к образованию радикалов и активизации таких реагентов, как кислород и таким образом, значительно увеличивается смачиваемость поверхности. Исследована эволюция обработанной по­верхности в различных средах. Приведено подтверждение влияния повышенной кон­центрации кислорода и среды на градиент концентрации в поверхностных монослоях. Данные ЭПР свидетельствуют о постепен­ном и очень медленном уменьшении коли­чества радикалов на обработанной поверхности после 2000 ч. Приведены также дан­ные о частичном растворении обработанной поверхности в воде.