بررسي اثر پلاسما بر پلي‌اتيلن با روش طيف‌نمايي طول عمر پوزيترون

فرضيه‌: استفاده از پلاسما به‌عنوان روشي براي تغييرات سطوح پليمر كاربردهاي فراواني دارد. استفاده از پلاسماي سرد فشار جو به‌دليل سادگي و نيازنداشتن به تجهيزات گران‌قيمت، از برتري‌هاي بيشتري نسبت به ساير روش‌هاي پلاسما، ليزر و پرتو X برخوردار است. با توجه به كاربردهاي زياد پلي‌اتيلن در صنعت، بررسي تغييرات آن در اثر پلاسماي سرد مي‌تواند مؤثر باشد. روش‌ها: در اين پژوهش، از پلاسماي تخليه سد دي‌الكتريك (DBD) فشار جو براي افزايش ماهيت آب‌گريزي پلي‌اتيلن كم‌چگالي (LDPE)، استفاده شد. پس از مطالعه طيف گسيل نوري (OES) پلاسماي توليد شده، آثار آن در تغييرات سطحي و عمقي همچون شكل‌شناسي سطح، تركيب شيميايي و ساختار بلوري پليمر با ميكروسكوپي الكتروني پويشي گسيل ميداني (FE-SEM)، طيف‌نمايي زيرقرمز تبديل فوريه بازتاب كلي تضعيف‌شده (ATR-FTIR)، پراش پرتو X (XRD) و طيف‌نمايي طول عمر پوزيترون (PALS) بررسي شد. همچنين از آزمون زاويه تماس به‌منظور بررسي تغييرات در آب‌گريزي پليمر استفاده شد.يافته‌ها: از داده‌هاي ATR-FTIR و XRD مشخص شد، تابش پلاسما به‌مدت s 180 در محدوده عمق چند نانومتري سطح پلي‌اتيلن اثر داشته است و تغيير شايان ‌توجهي در پيوندهاي شيميايي و ساختار بلوري پليمر ايجاد نمي‌كند. به‌عبارتي مي‌توان از تابش پلاسما براي اصلاح نانومتري سطح استفاده كرد. از طرفي تصاوير SEM نشان مي‌دهد، تابش پلاسما سطح صاف پليمر اوليه را به سطحي پر از منافذ تبديل مي‌كند. نتايج آزمون زاويه تماس ضمن تأييد اين موضوع، بيشترشدن آب‌گريزي پليمر پس از تابش پلاسما را نشان مي‌دهد. نتايج طيف‌نمايي PALS نيز نشان مي‌دهد، در عمق‌هاي ميكرومتري به‌دليل افزايش ناگهاني دما هنگام تابش پلاسما، حجم آزاد ماده به‌دليل تركيب تك‌حفره‌ها با يكديگر، بزرگ‌تر مي‌شود.