Исследование изменения впитывающей способности технических картонов под действием плазмы пониженного давления Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

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 (Р = 26,6 Па, Жр = 1,3 кВт, расход плазмообразующего газа (аргон : пропанбутан = 70 : 30) С = 0,04 г/с)

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.