Исследование изменения впитывающей способности технических картонов под действием плазмы пониженного давления

Л. Р. Джанбекова

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВПИТЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

ТЕХНИЧЕСКИХ КАРТОНОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ

ПЛАЗМЫ ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

Ключевые слова: картон технический, впитывающая способность, модификация, плазма

пониженного давления.

В работе представлены результаты исследований влияния неравновесной низкотемпературной плазмы пониженного давления (НТП) на гидрофильные и лиофильные свойства поверхности технических картонов.

Keywords: technical cardboards, absorbing ability, modifications, lowered pressure plasmas.

Results of researches of nonequilibrium low temperature plasmas at lowered pressure influence on hydrophylity and liophylity of a technical cardboards surface are presented.

Важными свойствами, определяющими качество технических картонов, являются прочность, впитываемость воды, бензина и масла, линейная деформация, влажность, объемный вес и сжимаемость [1].

В качестве объекта исследования выбран технический картон марки МП, применяемый для изготовления уплотнительных автомобильных прокладок. Преимуществом данного материала является стойкость к многократным деформациям, эластичность, прочность, устойчивость к сухому и мокрому трению. Однако технический картон обладает неудовлетворительными показателями впитываемости воды, бензина и масла. В связи с этим исследовалась возможность модификации технического картона марки МП с помощью НТП пониженного давления.

Обработка технических картонов с помощью НТП пониженного давления осуществлялась в следующих режимах: давление P = 13,3 ^ 26,6 Па, мощность разряда Wp = 0,7 ^ 2,1 кВт, расход плазмообразующего газа (аргон : пропан-бутан = 70 : 30) G = 0,02 ^ 0,06 г/с, время обработки образцов tобр = 5 ^ 45 мин [2].

Технические картоны при их производстве, а также при изготовлении и эксплуатации изделий из них, постоянно взаимодействуют с влагой. В связи с этим гигроскопические свойства, определяющие способность материалов поглощать и отдавать водяные пары и воду, являются одними из важнейших физических свойств технических картонов. Способность к поглощению зависит от условий окружающей среды. При поглощении изменяются некоторые механические (прочностные, деформационные и др.) и физические (электростатические, оптические и др.) свойства, размеры и масса материалов.

В таблице 1 представлены результаты исследования влияния времени плазменной обработки на значения впитывающей способности картона марки МП воды, бензина и масла.

Таблица 1 - Зависимость впитывающей способности картона марки МП от времени обработки

Время обработки, мин Впитываемость воды, % Впитываемость масла, % Впитываемость бензина, %

0 32,5 19 41

5 30 18 32,5

15 27 16 25

30 30 16 25

45 31 18 25

Анализ полученных результатов показал, что впитываемость картоном марки МП воды по отношению к контрольному образцу после ВЧ-плазменной обработки готовых листов картона при продолжительности модификации в течение tобр = 15 мин уменьшается на 15 %, бензина - на 40 % и масла - на 15 %, то есть происходит лиофобизация поверхности готовых листов картона.

Получение гидрофобной и лиофобной поверхности готовых листов картона связано со специфическим воздействием применяемого плазмообразующего газа (аргон : пропанбутан = 70 : 30) и с морфологическими изменениями структуры материала.

Это подтверждается данными электронной микроскопии.

Рис. 1 - Поверхность картона марки МП до и после ВЧЕ плазменной обработки (увеличение 1000х): а) до обработки; б) после обработки в течение іобр = 15 мин

Как видно из рисунка 1, микроструктура модифицированных картонов в описанном режиме становится морфологически более однородной и плотной. Изменяется морфологический характер волокон и пор. Волокна имеют более компактное

расположение, наблюдается усреднение пор, что влечет за собой выравнивание свойств материала в продольном и поперечном направлениях. Структура картона становится плотнее, а поверхность листа картона более гладкой.

Литература

1. Мотовилин, Г.В. Автомобильные материалы: Справочник / Г.В. Мотовилин, М.А. Масинов, О.М. Суворов.- М.: Транспорт, 1989. - 464 с.

2. Абдуллин, И.Ш. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях. Теория и практика применения / И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухин, Н.Ф.Кашапов. -Казань: Изд-во Казан.ун-та, 2000. - 348 с.

© Л. Р. Джанбекова - канд. техн. наук, доц. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ, §апЬекоуа@ yandex.ru.