Surface morphology of polyethylene film samples filled with titanium dioxide
Authors: Мяленко Дмитрий Михайлович , Федотова Ольга Борисовна 
Published: March 2022

Получены новые знания о морфологии поверхности пленки полиэтиленовой, наполненной диоксидом титана (TiO) и предназначенной для изготовления пакетов и розлива молока, кисломолочных продуктов, фасования сметаны и творога, а также других пищевых продуктов. Анализ литературы показал, что двуокись титана, входящая в состав исследуемого материала, является фоточувствительным материалом, обеспечивающим защиту от видимого излучения и поглощающим ультрафиолет (УФ). Мелкодисперсные частицы TiO, добавленные в объем полимера или в поверхностный слой, эффективно рассеивают видимое излучение, что приводит к непрозрачности полимера, а также поглощают УФ, защищая полимер от фотодеструкции. Кроме того, при малом размере частиц наполнителя цвет пленки может приобрести желтый оттенок. В настоящей работе представлены данные микроскопических исследований поверхности модифицированной TiO, серийно выпускаемой полиэтиленовой пленки. В соответствии с литературными данными на морфологию полимерного материала оказывают влияние в первую очередь его природа, структура, соотношение кристаллической и аморфной фазы и пр. Представленное исследование актуально, поскольку состояние поверхности наполненных упаковочных материалов может влиять, при прочих равных условиях, на адгезионную способность и смачиваемость, что, в свою очередь, в технологическом аспекте определяет способность поверхности воспринимать красочную печать и возможность дублирования (ламинирования) материала. Проведенные исследования позволили получить массив из 1187 частиц и определить их диаметр Ферета. Поскольку образцы пленки визуально имеют насыщенный белый цвет без пожелтения, то можно констатировать, что размер частиц достаточный для обеспечения требуемого внешнего вида упаковочного материала. Представленные исследования имеют научную новизну, поскольку позволяют получить абсолютно новые данные об известном упаковочном объекте.

New knowledge about the morphology of the surface of a polyethylene film filled with titanium dioxide (TiO), intended for the manufacture of bags and bottling of milk, fermented milk products, packaging of sour cream and cottage cheese, as well as other food products, has been obtained. An analysis of the literature showed that titanium dioxide, which is part of the material under study, is a photosensitive material that provides protection from visible radiation and absorbs ultraviolet (UV). Fine particles of TiO added to the bulk of the polymer or to the surface layer effectively scatter visible radiation, which leads to the opacity of the polymer, and also absorb UV, protecting the polymer from photodegradation. In addition, with a small particle size of the filler, the color of the film may acquire a yellow tint. This paper presents the data of microscopic studies of the surface of a TiO-modified, commercially available polyethylene film. In accordance with the literature data, the morphology of a polymeric material is influenced, first of all, by its nature, structure, ratio of the crystalline and amorphous phases, etc. The presented study is relevant, since the state of the surface of filled packaging materials can affect, ceteris paribus, the adhesive ability and wettability, which, in turn, in the technological aspect, determines the ability of the surface to perceive colorful printing, and determines the possibility of duplication (lamination) of the material. The studies carried out made it possible to obtain an array of 1187 particles and determine their Feret diameter. Since the film samples, visually, have a rich white color without yellowing, it can be stated that the particle size is sufficient to ensure the required appearance of the packaging material. The presented studies are of scientific novelty, since they allow obtaining completely new data on a well-known packaging object.