Разработка методов контроля адгезионной прочности при печати на гидрофобных полимерных пленках

• Автор: Фаренбрух, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общая характеристика работы

Глава 1. Аналитический обзор

1.1. Применение полимерных пленок в качестве упаковочных материалов

1.2. Свойства полимерных материалов

1.3. Адгезионные явления в многослойных системах

1.4. Методы оценки адгезионной прочности

Выводы по аналитическому обзору

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследования
Глава 3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.1. Разработка методики количественной оценки адгезионной прочности (нормальный отрыв)
3.1.1. Обоснование конструкции измерительной ячейки
3.1.2. Особенности методики оценки адгезионной прочности с использованием измерительной ячейки
3.2. Метод определения усилия на сдвиг
3.3. Экспресс-метод оценки адгезионной прочности печатных красок на поверхности полимерных пленок
3.4. Исследование взаимодействия на границе полимерная пленка - печатная краска
3.4.1. Влияние шероховатости полимерных пленок на
адгезионную прочность
3.4.2. Исследование структуры поверхности после адгезионного разрушения
Выводы
Список литературы
Приложения

Перечень сокращений, условных обозначений и терминов
ПП - полипропилен
ПВДХ - поливинилиденхлорид
ПВХ - поливинилхлорид
ПВА- поливинилацетат
ПЭ - полиэтилен
ПЭТФ — полиэтилентереф галаг
ПЭВД — полиэтилен высокого давления
ПЭНД — полиэтилен низкого давления
ГТММА — полиметилметакрилат
ЛПЭВД - линейный полиэтилен высокого давления
МНПВО - многократное нарушенное полное внутреннее отражение
ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения

Общая характеристика работы
Актуальность темы исследования. За последние пять лет, наиболее интенсивно развивается печать в упаковочном производстве, в частности печать на поверхности полимерных пленок, используемых в качестве современного упаковочного материала. Кроме того, особый интерес к печати на полимерных пленках проявляют разработчики микросхем для различных изделий микроэлектроники. При этом важно оценивать такой показатель, как прочность держания печатной краски или другого покрытия на поверхности материала для упаковки.
В отличие от традиционных запечатываемых материалов - бумаги и картона, полимерные пленки, являясь, как правило, по своей природе гидрофобными материалами, не обладают высоким адгезионным взаимодействием по отношению к печатным краскам. Поэтому точная оценка уровня адгезионного взаимодействия, а также определение наиболее слабой границы в многослойной системе упаковочный материал - печатная краска, имеют важное значение.
Наиболее широкое распространение, как за рубежом, так и в России в качестве упаковочных материалов получили пленки из синтетических полимеров: полиэтилена (ПЭ), полипропилена (1111), полиэтилентерефталата (ПЭТФ).
Проблема обеспечения высокой адгезионной прочности, как правило, приводит к созданию многослойных композиций или к использованию различных методов модификации поверхности. Поэтому в исследованиях по созданию многослойных композиций, в том числе и при разработке технологии печати на полимерных пленках, необходимо оценивать как величину адгезионной прочности, так и границу по которой происходит разрушение.

также: смачиванием, условием формирования площади контакта жидким адгезивом и, при его затвердевании, образованием внутренних напряжений и релаксационными процессами, влиянием внешних условий (давления, температуры, электрического поля, временем прижатия и др.), а прочность клеевых соединений ещё и когезией отвердевшей клеевой прослойки [34].
Изменение адгезии вследствие возникновения двойного электрического слоя в зоне контакта и образования донорно-акцепторной связи для металлов и кристаллов определяется состояниями внешних электронов атомов поверхностного слоя и дефектами кристаллической решетки, полупроводников - поверхностными состояниями и наличием примесных атомов, а диэлектриков - дипольным моментом функциональных групп молекул на границе фаз. Площадь контакта (и величина адгезии) твердых тел зависит от их упругости и пластичности. Усилить адгезию можно путем активации, (изменения морфологии и энергетического состояния поверхности механической очисткой), очисткой с помощью растворов, вакуумированием, воздействием электромагнитного излучения, ионной бомбардировкой, а также введением различных функциональных групп [35].
В общем виде адгезионная прочность А, (оцениваемая удельной работой адгезионного разрушения склейки) выразится в виде:
Ас1= ПБ,, п,„
где (У/ - энергия одной адгезионной связи /-го типа; пц - число связей /-го типа на единицу поверхности, установившееся ко времени начала разрушения
Предложено несколько теорий адгезии. Вокруг них было много споров, связанных, вероятно, с переоценкой их достоинств. В большинстве теорий рассматривается образование адгезионной связи [26, 36-40]. Хотя в каждой теории утверждается, что она объясняет явление адгезии, в действительности