Effect of low-temperature plasma treatment on rubber properties/ Wplyw niskotemperaturowej obrobki plazmowej na wlasciwosci gumy

• Published in: Polimery Vol. 69; no. 4; p. 245
• Main Authors: Durisova, Silvia, Pajtasova, Mariana, Ondrusova, Darina, Janik, Robert, Micicova, Zuzana, Dubec, Andrej, Pagacova, Jana, Sulcova, Jana, Bozekova, Slavomira, Vavro, Jan, Klepka, Tomasz
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Industrial Chemistry Research Institute 01.04.2024
• Subjects: Chief operating officers; Plasma physics; Rubber; Czech Republic; Slovakia
• ISSN: 0032-2725
• DOI: 10.14314/polimery.2024.4.5

The effect of the distance (0.5 and 5 mm) and exposure time (10 and 30 s) of the atmospheric plasma on the structure and surface properties (contact angle, adhesion) of unvulcanized rubber was examined. FT-IR and SEM were used to assess the structure. After plasma treatment, a higher intensity of the OH and COO- bands was observed, while the intensity of the bands from methylene groups decreased. SEM showed that plasma significantly reduces the size and number of agglomerates, resulting in a more uniform structure. The plasma distance has a significant effect on the surface properties of the rubber, with a better effect achieved at a smaller distance (0.5 mm). In this case, the rubber character changed from hydrophobic to hydrophilic, which is related to the introduction of oxygen species. A greater plasma distance (5 mm), regardless of the exposure time, resulted in a lower adhesion force. The exposure time had no significant effect on the tested rubber properties. Keywords: atmospheric plasma, DCSBD, rubber blend, FT-IR, SEM, adhesion. Streszczenie: Zbadano wplyw odleglosci (0,5 i 5 mm) oraz czasu ekspozycji (10 i 30 s) plazmy atmosferycznej na strukture i wlasciwosci powierzchniowe (kat zwilzania, adhezja) niewulkanizowanej gumy. Do oceny struktury stosowano FT-IR i SEM. Po obrobce plazmy zaobserwowano wiekszq intensywnosc pasm pochodzacych od grup OH i COO-, natomiast intensywnosc pasm pochodzacych od grup metylenowych zmniejszyla sie. Metoda SEM wykazano, ze plazma znaczaco zmniejsza wielkosc i liczbe aglomeratow, czego efektem jest bardziej jednorodna struktura. Odleglosc plazmy ma istotny wplyw na wlasciwosci powierzchniowe gumy, przy czym lepszy efekt uzyskano przy mniejszej odleglosci (0,5 mm). W tym przypadku charakter gumy zmienil sie z hydrofobowego na hydrofilowy, co jest zwiazane z wprowadzeniem ugrupowan tlenowych. Wieksza odleglosc probki od plazmy (5 mm), niezaleznie od czasu ekspozycji, skutkowala mniejsza sila adhezji. Czas ekspozycji nie mial istotnego wplywu na badane wlasciwosci gumy. Slowa kluczowe: plazma atmosferyczna, DCSBD, guma, FT-IR, SEM, adhezja.