Effetti della viscoelasticità sulla misura dell’energia di adesione tra film di polietilene
Effects of viscoelasticity on the measurement of the adhesive energy between polyethylene films
Creators: name: Castiglioni, Andrea <1984>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2015
Subjects: FIS/03 Fisica della materia

description: Lo stretch film è una diffusa applicazione per imballaggio dei film in polietilene (PE), utilizzato per proteggere diversi prodotti di vari dimensioni e pesi. Una caratteristica fondamentale del film è la sua proprietà adesiva in virtù della quale il film può essere facilmente chiuso su se stesso. 
Tipicamente vengono scelti gradi lineari a bassa densità (LLDPE) con valori relativamente bassi di densità a causa delle loro buone prestazioni. Il mercato basa la scelta del materiale adesivo per tentativi piuttosto che in base alla conoscenza delle caratteristiche strutturali ottimali per l’applicazione.
Come per i pressure sensitive adhesives, le proprietà adesive di film stretch in PE possono essere misurati mediante "peel testing". Esistono molti metodi standard internazionali ma i risultati di tali prove sono fortemente dipendenti dalla geometria di prova, sulla possibile deformazione plastica che si verificano nel peel arm(s), e la velocità e temperatura.
Lo scopo del presente lavoro è quello di misurare l'energia di adesione Gc di film stretch di PE, su se stessi e su substrati diversi, sfruttando l'interpretazione della meccanica della frattura per tener conto dell'elevata flessibilità e deformabilità di tali film. 
Quindi, la dipendenza velocità/temperatura di Gc sarà studiata con riferimento diretto al comportamento viscoelastico lineare dei materiali utilizzati negli strati adesivi, per esplorare le relazioni struttura-proprietà che possono mettere in luce i meccanismi molecolari coinvolti nei processi di adesione e distacco. Nella presente caso, l’adesivo non è direttamente disponibile come materiale separato che può essere messo tra due superfici di prova e misurato per la determinazione delle sue proprietà. Il presupposto principale è che una parte, o fase, della complessa struttura semi-cristallina del PE possa funzionare come adesivo, e un importante risultato di questo studio può essere una migliore identificazione e caratterizzazione di questo "fase adesiva".
description: Stretch wrap is a widespread packaging application of Polyethylene (PE) films, used to held together and protect many possible products of varying number, sizes and weights. A key feature of stretch wrap films is their adhesive property, by virtue of which the wrap can be easily closed onto itself. 
Typically, Linear Low Density grades (LLDPEs) with comparatively low density values are chosen, because of their known good adhesive (“cling”) properties. The market relies on trial and error for the choice of the adhesive material rather than choose upon known optimal structure’s properties tailored for the application.
As for pressure sensitive adhesives, the adhesive properties of PE stretch films can be measured by “peel testing”. Many international standard methods exist, and the results of such tests are strongly dependent on test geometry, on the possible plastic deformation occurring in the peel arm(s), and on peeling rate and temperature.
The aim of the present work is to measure the adhesive energy Gc of PE stretch films onto themselves and on different substrates, by taking advantage of the fracture mechanics approach to account for the high flexibility and deformability of these films. The measured rate/temperature dependence of Gc will be studied with reference to the linear viscoelastic behaviour of the materials used in the adhesive layers, in order to explore the structure-property relationships which could enlighten the molecular mechanisms involved in the adhesion and detachment processes. In the present case, the “adhesive” is not available as a separate material which could be tested and sampled for determination of its properties. The main assumption is that some part, or phase, of the complex semi-crystalline polyethylene material works as an adhesive, and an important outcome of this study can be a better identification and characterization of this “adhesive phase”.