Науковці підвищили адгезію поліетилену до 90 разів окисненням поверхні
Науковці розробили метод окиснення поверхні поліетилену, що підвищує його адгезію до полярних поверхонь до 90 разів.
Дослідники розробили метод вибіркового каталітичного окиснення поверхні поліетилену, який дає змогу суттєво посилити його зчеплення з полярними поверхнями без зміни ключових властивостей матеріалу в об’ємі. Про результати роботи, опублікованої 13 жовтня, повідомляє Nature.
Поліетилен становить понад чверть усього виробленого пластику, однак у первинному вигляді має обмежену адгезію. Автори дослідження зазначають, що суцільна функціоналізація полімеру в однорідному середовищі може впливати на його об’ємні характеристики.
Реакція на межі твердої та рідкої фаз
Новий підхід передбачає каталітичну обробку твердого поліетилену на межі контакту твердої та рідкої фаз. За температури нижче 80 °C метод перетворює метиленові групи на кетони. Для реакції використали 0,001 мольного відсотка залізного каталізатора та недорогі окисники.
За даними авторів, отриманий матеріал зберіг такі об’ємні властивості, як температура плавлення та міцність на розрив. Водночас поверхня поліетилену набула поліпшених характеристик, недоступних для первинного полімеру.
Міцніше зчеплення з полярними поверхнями
Поліетилен, функціоналізований на межі твердої та рідкої фаз, прилипав до полярних поверхонь до 90 разів міцніше, ніж необроблений матеріал. За порівнянного рівня функціоналізації цей показник був до чотирьох разів вищим, ніж у поліетилену, обробленого в однорідному середовищі.
Дослідники також продемонстрували, що кетони на поверхні можна додатково модифікувати для подальшого посилення адгезії. Поліпшені поверхневі властивості зберігалися довше, ніж після інших невибіркових способів функціоналізації. Роботу виконали науковці з Каліфорнійського університету в Берклі, Національної лабораторії Лоуренса Берклі та Аргоннської національної лабораторії у США.
