بهینه سازی پوشش دهی دی متوکسی دی متیل سیلان به روش رسوب شیمیایی بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) بر روی کاغذ پوشش دهی شده با اتیل وینیل الکل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری صنایع خمیر و کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، گرگان، ایران

2 صنایع خمیر و کاغذ، دنشکده مهندسی چوب و کاغذ-دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشیار، صنایع خمیر و کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، گرگان

4 دانشیار صنایع پلیمر- دانشکده شیمی-دانشگاه تهران

5 استاد، پژوهشکده لیزر-پلاسما، دانشگاه شهیدبهشتی، تهران، ایران

چکیده

DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.100.66.1.9.1604
در این تحقیق جهت بهبود ویژگی ممانعتی کاغذ نسبت به عبور اکسیژن، پلیمر EVOH به روش روزن‌رانی بر روی کاغذ حاصل از خمیر CMP پوشش‌دهی گردید. پلیمر اتیل وینیل الکل (EVOH) با وجود نفوذپذیری کم نسبت به عبورگازها، مقاومت کمی نسبت به عبور آب و بخار آب دارد. سپس دی‌متوکسی‌دی‌متیل سیلان به عنوان پوشش آب‌گریز بر روی پلیمر EVOH با روش رسوب شیمیایی بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) لایه نشانی شد. بدین منظور، یک آزمایش فاکتوریل با سه فاکتور در سه سطح شامل زمان(10-8-6 دقیقه)، فشار(500-400-300 میلی تور) و نیروی فرکانس رادیویی(90-70-50 وات) طراحی شد. برای یافتن شرایط بهینه، میزان زاویه تماس آب، نرخ عبور اکسیژن، مقاومت کششی و انرژی کرنشی نمونه‌های پوشش‌دهی شده اندازه‌گیری شد. جهت بهینه سازی شرایط پوشش دهی دی متوکسی دی متیل سیلان، با هدف بهبود ویژگی آب گریزی، کاهش نرخ عبور اکسیژن، افزایش مقاومت کششی و انرژی کرنشی کاغذ، به کمک نرم افزارDesign Expert از روش سطح پاسخ استفاده شد. نتایج روش سطح پاسخ تعیین کرد شرایط بهینه در زمان 6 دقیقه، فشار99/499 میلی تور و توان50 وات حاصل می‌گردد.
واژه‌های کلیدی: روزن رانی، زاویه تماس آب، نرخ عبور اکسیژن، روش سطح پاسخ.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Arkles, B., 2011. Hydrophobicity, Hydrphilicity and silane surface modification. Gelest, Inc, 84pp.

-Aucejo, S., 2000. Study and characterization of the humidity effect on the barrier properties of hydrophillic polymeric structures. Ph.D. Thesis. Department of Chemical Enginnering, University of Valencia (Spain). 

-Bandyopadthay, A., Romarao, B. and Ramaswamy, S., 2002. Transient

 

moisture diffusion through paperboard materials. Colloid Surf A, 206: 455–67.

-Brijeshkumar, B., 2016. Deposition and characterization of organosilicon films deposited by PECVD method.Master  Thesis, Department of Production Engineering, The Technological University in Partial Fulfillment, Gujarat.

-Cernakova, L., Stahel, P., Kovacik, C., Johansson, K. and Cernak, M., 2006. Low-Cost High-Speed Plasma Treatment of Paper Surfaces. In Proceedings: 9 th TAPPI Advanced Coating Fundamentals Symposium 2006, Turku, Finland, pp. 7–17.

-Fernandez, A. and Thompson, A., 2011. The inactivation of salmonella by cold atmospheric plasma treatment. Food research international, 45: 678–684.

-http://www.tappi.org/content/enewsletters/eplace/2004/27-1Armstrong.pdf

-Iwamoto, R., Amiya, S., Saito, Y. and Samura, H., 2001. FT-NIR spectroscopic study of  OH groups in EVOH copolymer. Applied Spectroscopy, 55:864-870.

-Lopez-Rubio A., Lagaron, J.M., Gimerez, E., Cava, D., Hernandez-Munoz, P.,Yamamoto, T. and Gavara, R., 2003. Morphological alterations induced by temperature and humidity in ethylene vinyl alcohol copolymers. Macromolecules, 36: 9467–9476.

-Mazloum, S., Fallah Shojae, M., Kamani, M. H. and Mirzaie, H. A., 2013. Overview of the possibility of using cold plasma technology in the packaging industry. Journal of scientific and technology packaging, 61:14-48.

-Mehdizadeh, S., Shahraki, F., Razeghi, K. and Khaleghipoor, M., 2016. Modeling and optimization Alkylation process by response Surface methodology.  Oil Research , 93:82-95.
 

-Mokwena, K. and Tang, J., 2012. Ethylene Vinyl Alcohol: A Review of Barrier Properties for Packaging Shelf Stable Foods. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 52:640–650.

-Tenn, N., Follain, N., Valleton, J, M., Poncin, F., Delpouve, N. and Marais, S., 2012. Improvement of water Barrier Properties of Poly(ethylen-co-vinyl alchol) Films by hydrophobic plasma surface treatments. Physicalchemistry, 116: 12599-12612.

-Theelen, M., Habets, D., Steammler, H., Winands, H. and Bolt, P., 2001. Localised plasma deposition of organosilicon layers on polymer substrates. Surface & Coatings Technology, 211: 9-13.

-Vaswani, S., 2005. Surface Modification of paper and cellulose using plasma Enhanced chemical vapor deposition precursors. Ph.D. Thesis, chemical Engineering Georgia Institute of Technology, 266pp.