Vliv mikrovlnného plazmatu vzduchu na smáčivost povrchů syntetických polymerů

Ing. Ivana KUPSKÁ

Master's thesis

Effect of microwave air plasma treatment on wetting behavior of synthetic polymer surfaces

Abstract:

Diplomová práce byla zaměřena na studium vlivu mikrovlnného plazmatu vzduchu na smáčivost povrchu syntetických polymerů. V úvodu teoretické části byla detailně popsána plazma z historického hlediska, její současná podoba a definice. Zmíněny byly také prak-tické příklady, kde všude se s tímto čtvrtým skupenstvím hmoty lze setkat v praktickém životě. Rozebrány byly základní parametry k popisu plazmatu, mezi které patří stupeň io-nizace, teplota elektronů, Debeyova stínící délka, i samotná plazmová frekvence. Pro dů-kladné porozumění plazmatu, byly popsány různé druhy plazmatických výbojů z hlediska stejnosměrného a střídavého proudu. Také byla věnována pozornost změně v morfologii resp. chemické modifikaci povrchu tuhé látky v důsledku působení plazmatu. Experimen-tální metody pro vyhodnocení upravených materiálů plazmatickým výbojem jako jsou např.: FTIR, NMR, XPS, SEM, jsou také zahrnuty a popsány v teoretické části. V praktické části byla sledována změna smáčivosti tuhého povrchu polymerů (PE, PP, PS) s vlivem délky plazmovacího cyklu. Pro vyhodnocení smáčivosti byl měřen kontaktní úhel, který byl sledován jak statickou metodou {--} měřením sedící kapky, tak také dynamickou metodou {--} Wilhelmyho metodou, která je založená na vyvažování destičky. Na závěr byly měřeny FTIR spektra ATR metodou pro charakterizaci chemických změn v důsledku opra-cování plazmatem.

Abstract:

The MSc. thesis presented was focused on study of the effect of microwave air plasma on wettability of synthetic polymer surfaces. In the introduction of the theoretical part a detail description of plasmas from historical point of view was presented, it´s up to date state of the art and definitions. There were also given practical examples, where one can meet this fourth state of the matter in practical life. There were discussed basic parameters used for description of plasma, mainly degree of ionization, electron temperature, Debye length and plasma frequency. For in detail understanding of plasma, there were described various plasma discharge sources both direct current as well as AC. There was focused our atten-tion also on morphology, resp. chemical modification of solid surfaces by plasma treatment. For evaluation and characterization the following experimental methods were employed: FTIR, NMR, XPS, SEM which are in detail described in theoretical part. In the practical part there was followed wettability of solid polymer surfaces (PE, PP, PS) as a function of treatment time. For evaluation of wettability the equilibrium contact angle of wetting as well as dynamic contact angle of wetting were determined by means of sessile drop and Wilhelmy plate techniques. Finally the FTIR ATR spectra were recorder for evaluation of chemical changes induced by plasma treatment.

Keywords

Plazma, druhy výbojů v plazmatu, modifikace povrchu, spektrální metody, kontaktní úhel smáčení, See Systém, Wilhelmyho metoda, FTIR spektroskopie.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2010

Identifier: 14619

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2010

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Materials Engineering