ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

12/2010

12345

PACKAGING AND LOGISTICS

этилена, обработанного в расплаве

ультразвуком, составляет 42,7, а

необработанного – 50,33, что гово

рит хотя и о незначительном, но воз

растании поверхностной энергии у

пленки, полученной из полиэтилена,

подвергшемуся влиянию ультразву

ка. Расчет проводили по уравнению

Оуэнса Вендта:

Wa (ПЭ – УЗ) = 127x10

Дж/м

Wa (ПЭ) = 119,36x10

Дж/м

Мощность обработки всех видов

подложек «коронным» разрядом

была одинакова, поэтому она не мо

жет оказывать влияния на измене

ние адгезии между подложкой и на

носимым полиэтиленом.

Кавитация – наиболее известный

и изученный аспект влияния ультра

звукового излучения на растворы, в

том числе и полимерных материа

лов. Она сопровождается снижени

ем молекулярной массы полимера

вследствие деструкции и уменьше

нием вязкости раствора.

Ультразвуковая кавитация — воз

никновение в жидкости, облучаемой

ультразвуком, пульсирующих и зах

лопывающихся пузырьков, запол

ненных газом или их смесью. Кави

тационные пузырьки в распростра

няющейся в растворе звуковой вол

не возникают и расширяются во вре

мя полупериодов разряжения и сжи

маются после перехода в область по

вышенного давления. Во всех реаль

ных растворах всегда достаточно

много зародышей кавитации – мик

ропузырьков газа, гидрофобных ча

стиц, пылинок и пр. При захлопыва

нии пузырьков газа возникают боль

шие локальные давления порядка

тысяч атмосфер, образуются удар

ные волны. Возле пульсирующих пу

зырьков формируются акустические

микропотоки. Частоты ультразвуко

вых колебаний, при которых исполь

зуется ультразвуковая кавитация в

технологических целях, лежат в об

ласти низких частот. Интенсивность,

соответствующая порогу кавитации,

зависит от рода раствора (распла

ва), частоты колебаний, температу

ры и других факторов. Например, в

воде на частоте 20 кГц она составля

ет около 0,3 Вт/см

. На частотах диа

пазона средних частот в ультразву

ковом поле с интенсивностью от не

скольких Вт/см

могут возникать

фонтанирование жидкости и распы

ление ее с образованием мелкодис

персного тумана.

Испытание на расслаивание –

один из наиболее показательных те

стов на определение наличия и ве

личины адгезии между двумя мате

риалами. Расслаиванию подвергали

две пары полученных образцов, а

именно ПЭТ/ПЭ, ПП/ПЭ.

Установка для расслаивания пред

ставляет собой разрывную машину,

в которой один из зажимов выпол

нен в виде вращающегося вокруг

своей оси цилиндра. Это позволяет

поддерживать положение материала

под прямым углом к оси движения

зажимов, а также проводить рассла

ивание при постоянных параметрах,

что положительно влияет на резуль

таты испытания. В результате испы

тания были получены графики (рис.

2, 3, 4, 5), данные которых сведены

в табл. 2.

Таким образом, в ходе работы ус

тановлено и подтверждено, что об

работка расплава полимера волнами

ультразвуковых колебаний перед

нанесением на субстрат, подложку

оказывает влияние на адгезионные

свойства соединения между матери

алами – адгезионная прочность со

единения материалов становится

выше. Полученные в ходе работы

данные об углах смачивания образ

цов полиэтилена говорят о том, что

поверхностная энергия полиэтилена,

обработанного в процессе перера

ботки волнами ультразвуковых ко

лебаний, выше по сравнению с не

обработанным. Как и ожидалось, в

процессе переработки обрабатывае

мый ультразвуковыми волнами ма

териал обладал более низким значе

нием вязкости по сравнению с не

обрабатываемым полиэтиленом, что

дает возможность предположить

возможность переработки того же

самого материала при более мягких

температурных и более экономич

ных энергетических режимах.

Следующим этапом работы по оп

ределению влияния ультразвуковых

волн на адгезионные свойства поли

мерных материалов будут определе

ние возможности «запоминания» и

сохранения эффекта на определен

ное время, а также поиск оптималь

ных режимов интенсивности ультра

звука.

ЛИТЕРАТУРА

Негматов, С.С.

Технология полу

чения полимерных покрытий/С.С.

Негматов. – Ташкент, ФАН, 1975. –

231 с.

Негматов, С.С

. Адгезионные и

прочностные свойства полимерных

материалов и покрытий на их осно

ве/С.С. Негматов, Ю.М. Евдакимов,

Х.Ч. Садыков. – Ташкент, ФАН,

1979. – 168 с

Юрханов, В.Б.

Физико механи

ческая модификация полимеров по

Рис. 5. График расслаивания пленки ПП/ПЭ (с УЗ)

Рис. 4. График расслаивания пленки ПП/ПЭ (без УЗ)

Рис.3. График расслаивания пленки ПЭТ/ПЭ (с УЗ)

Рис. 2. График расслаивания пленки ПЭТ/ПЭ (без УЗ)

лиолефинового ряда и композиций

на их основе в ультразвуковом поле:

Автореф. дисс. – Санкт Петербург,

1995.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека