У Nature представили спосіб вибіркового окиснення поверхні поліетилену
У Nature описали метод вибіркового окиснення поверхні поліетилену, що посилює адгезію без зміни основних властивостей матеріалу.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі та Національної лабораторії Лоуренса в Берклі розробили метод вибіркового каталітичного окиснення поверхні поліетилену. Як повідомляє Nature, технологія дає змогу поліпшити поверхневі властивості матеріалу, зберігаючи його основні характеристики, зокрема температуру плавлення та міцність на розтяг.
Поліетилен становить понад чверть усього виробництва пластмас. Водночас первинний матеріал не має деяких властивостей, потрібних для додаткових комерційних застосувань, зокрема достатньої адгезії. Автори роботи зазначають, що рівномірна функціоналізація поліетилену в усьому об’ємі здатна змінювати його властивості.
Реакція на межі твердого тіла й рідини
Новий підхід передбачає функціоналізацію твердого поліетилену на межі контакту твердого тіла з рідиною. За умов температури нижче 80 °C дослідники використали 0,001 мольного відсотка залізного каталізатора та недорогі окисники. Метод вибірково перетворює метиленові групи поліетилену на кетони.
У результаті зміни зосереджуються на поверхні матеріалу, тоді як його об’ємні властивості залишаються збереженими. Автори порівнювали цей підхід із функціоналізацією в однорідному середовищі за зіставного рівня хімічної модифікації.
Посилення адгезії
Поліетилен, модифікований на межі твердого тіла й рідини, прилипав до полярних поверхонь до 90 разів сильніше, ніж немодифікований матеріал. Його адгезія також була до чотирьох разів вищою, ніж у поліетилену, функціоналізованого в однорідному середовищі за порівнюваного рівня модифікації.
Дослідники також продемонстрували, що поверхневі кетони можна додатково модифікувати для подальшого підвищення міцності зчеплення. За їхніми даними, поліпшені поверхневі властивості зберігалися довше, ніж після інших невибіркових способів функціоналізації.
