Influência de agentes funcionalizantes na hidrofobicidade de filmes de polietileno linear de baixa densidade

Abstract

Os filmes poliolefínicos são muito utilizados nos dias atuais em diversas áreas do mercado, suas propriedades físicas, químicas e térmicas, além de baixo custo e fácil processabilidade os tornam muito atrativos. Contudo esses materiais possuem baixa energia de superfície (hidrofobicidade), o que dificulta sua adesão a outros materiais, restringindo sua empregabilidade. Para isso alguns tratamentos superficiais podem ser feitos a fim de melhorar a molhabilidade do polímero, elevar sua energia de superfície e facilitar sua empregabilidade. Técnicas como tratamento plasma, tratamento por chama, por feixe de íons, ultravioleta e a descarga corona são muito utilizados na indústria. Dentre eles o tratamento corona é hoje o mais empregado, contudo essas técnicas se mostram instáveis ao longo do tempo e o polímero vai retomando sua natureza hidrofóbica. Esse trabalho visa aumentar a energia de superfície do PELBD e torná-la estável ao longo do tempo. Para isso, o polímero foi aditivado com dois agentes funcionalizantes de base de polietileno graftizado com anidrido maleico (AM), e ácido itacônico (AI), este último com duas taxas de incorporação no PELBD. As concentrações dos aditivos usados no PELBD foram de 1, 3 e 5% de AI e 1, 5 e 10% de AM; e paralelamente amostras de filmes PELBD foram tratadas por descarga corona. As amostras foram caracterizadas pelos ensaios de índice de fluidez (IF), propriedades ópticas, coeficiente de fricção (COF), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ângulo de contato, líquidos tensoativos, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), adesão em tintas, peel-test e soldabilidade. Os resultados mostraram que os filmes aditivados apresentaram um acréscimo de 6% no valor da energia de superfície quando comparados com o filme de PELBD puro e mostrou ser mais estáveis ao longo dos quatro meses quando comparados aos tratados por descarga corona, além de mostrar uma maior força de adesão em laminados com alumínio.

Polyolefin films are widely used nowadays in different areas of the market, its physical, chemical and thermal properties, as well as low cost and easy processability make them very attractive. However, these materials have low surface energy (hydrophobic), causing problems with their adhesion to other materials, restricting their applicability. For that, some surface treatments can be used to improving the wettability of the polymer, increase its surface energy and facilitate their use. Techniques such as plasma treatment, flame treatment, ion beam, ultraviolet and corona discharge are widely used in industry. Among them, the corona treatment is currently the most widely used, however these techniques are unstable over the time and the polymer will getting its hydrophobic nature again. This study aims to increase the surface energy of the LLDPE and make it stable over the time. For this, the polymer was doped with two functionalizing agents polyethylene based maleic anhydride (MA) and itaconic acid (IA), the last one, with two LLDPE incorporation rates. The concentrations of additives used in LLDPE were 1, 3 and 5% for AI and 1, 5 and 10% for AM, and LLDPE films parallel samples were treated by corona discharge. The samples were characterized by melt flow rate tests (IF), optical properties, coefficient of friction (COF), scanning electron microscopy (SEM), contact angle, liquid surfactants, infrared spectroscopy by Fourier transform (FTIR) ink adhesion, peel-test and weldability. The results showed that the films containing additives showed an increase of 6% in the surface energy value compared with the pure LLDPE film and showed to be more stable over four months when compared to those treated by corona discharge, besides showing an increased bond strength in laminated with aluminum.