बहुपरत Biaxially उन्मुखी Polypropylene फिल्में (BOPP) की नैनो स्तर थर्मल विश्लेषण न का उपयोग

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जिन विषय

पृष्ठभूमि
उद्देश्य
नैनो टीए थर्मल जांच स्थानीय थर्मल विश्लेषण तकनीक
प्रायोगिक सेटअप
परिणाम और चर्चा
शीर्ष नीचे विन्यास
क्रॉस अनुभागीय विश्लेषण
निष्कर्ष
आभार

पृष्ठभूमि

Biaxially उन्मुखी polypropylene फिल्मों (BOPP), दोनों sealable और sealable गैर - गर्मी गर्मी में बड़े पैमाने पर पैकेजिंग उद्योग में उपयोग किया जाता है. ये फिल्में केवल 15-25 सुक्ष्ममापी के एक ठेठ कुल मोटाई वाले विश्वविद्यालय या बहुस्तरीय संरचनाओं हैं. सरल बहुपरत फिल्मों के तीन परत संरचना के अनुरूप: एक polypropylene homopolymer की मोटी कोर परत दो पतली (आमतौर पर 1 सुक्ष्ममापी के करीब) त्वचा की परतों के बीच sandwiched. प्रत्येक परत अपनी फिल्म के गुण के लिए अपना योगदान किया है. मानक तीन परत संरचनाओं में, कोर परत मुख्य रूप से फिल्म की कठोरता प्रदान करता है, जबकि त्वचा की परतों को सील और / या सतह गुण प्रदान करते हैं.

उद्देश्य

इस काम का उद्देश्य दुगना था:

• तीन परत BOPP फिल्मों के तापीय गुणों की जांच करने के लिए और विशेष रूप से उपयोग करने के लिए नैनो टीए थर्मल जांच करने के लिए पहली बार के लिए पार अनुभाग में 1 सुक्ष्ममापी त्वचा की परत के संक्रमण के तापमान की जांच.
• BOPP फिल्मों के तापीय गुणों पर उम्र बढ़ने के प्रभाव की जांच करने के लिए. एक अतिरिक्त लक्ष्य Wollaston तार (आसपास 2.5 माइक्रोन के 25 microns के द्वारा जांच की त्रिज्या) जांच बनाम नैनो टीए थर्मल जांच में nanoscale जांच (करीब 20 एनएम जांच त्रिज्या) के साथ माप में मतभेदों की तुलना करने के लिए गया था.

नैनो टीए थर्मल जांच स्थानीय थर्मल विश्लेषण तकनीक

नैनो टीए थर्मल जांच एक स्थानीय थर्मल विश्लेषण तकनीक है जो उप 100nm के स्थानिक संकल्प के साथ सामग्री के थर्मल व्यवहार की समझ प्राप्त करने की क्षमता के साथ परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी के उच्च स्थानिक संकल्प इमेजिंग क्षमताओं को जोड़ती है. (स्थानिक 50x ~ कला के राज्य से बेहतर संकल्प में एक सफलता, पॉलिमर और फार्मास्यूटिकल्स के क्षेत्रों के लिए निहितार्थ गहरा के साथ). पारंपरिक AFM टिप द्वारा एक विशेष जगह है नैनो टीए थर्मल जांच जांच है कि एक एम्बेडेड लघु हीटर है और विशेष रूप से डिजाइन द्वारा नियंत्रित नैनो टीए थर्मल जांच हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर . यह नैनो टीए थर्मल जांच जांच nanoscale संकल्प पर AFM दिनचर्या इमेजिंग मोड जो उपयोगकर्ता स्थानिक स्थानों जिस पर वे सतह के तापीय गुणों की जांच करना चाहते हैं का चयन करने के लिए सक्षम बनाता है के साथ देखे जा सतह सक्षम बनाता है. उपयोगकर्ता फिर गर्मी स्थानीय स्तर पर जांच टिप के माध्यम से और लागू करने thermomechanical प्रतिक्रिया को मापने के द्वारा इस जानकारी को प्राप्त है.

प्रायोगिक सेटअप

परिणाम एक एक्सप्लोरर एक साथ सुसज्जित AFM का उपयोग करके प्राप्त किया गया Anasys उपकरण (AI) नैनो थर्मल विश्लेषण (नैनो टीए थर्मल जांच) गौण और ऐ सूक्ष्म machined थर्मल जांच. नैनो टीए थर्मल जांच प्रणाली व्यावसायिक रूप से उपलब्ध स्कैन जांच सूक्ष्मदर्शी के एक नंबर के साथ संगत है . नमूना एक BOPP सोल्वे द्वारा निर्मित फिल्म थी. नमूने के "ताजा" BOPP फिल्म संस्करण से मेल खाती है है के रूप में उत्पादित जबकि "आयु वर्ग के" संस्करण ही फिल्म 60 में annealed डिग्री सेल्सियस से मेल खाती है है

नैनो टीए थर्मल जांच प्रस्तुत डाटा जांच ब्रैकट (नमूना की सतह के साथ संपर्क में whilst) विक्षेपन जांच टिप के तापमान के खिलाफ योजना बनाई हैं. यह माप थर्मामीटरों - यांत्रिक विश्लेषण की अच्छी तरह से स्थापित तकनीक (TMA) के अनुरूप है और है नैनो टीए थर्मल जांच के रूप में जाना जाता है . पिघलने या कांच संक्रमण जैसे आयोजन नतीजा है कि टिप नीचे सामग्री के नरम में, ब्रैकट नीचे विक्षेपन का उत्पादन. तकनीक पर अधिक जानकारी प्राप्त किया जा सकता है www.anasysinstruments.com .

परिणाम और चर्चा

अनुलंब या ऊपर से नीचे विन्यास और विन्यास पार अनुभाग: फिल्मों दो विन्यास में विश्लेषण किया गया.

शीर्ष नीचे विन्यास

BOPP फिल्म के ऊपरवाला परत (एक है कि थर्मल जांच पर रखा गया है) त्वचा की परत है और यह 1 £ ग्राम या उससे कम के आसपास के एक मोटाई है. नीचे 15-25 सुक्ष्ममापी की एक मोटाई के साथ कोर परत है और यह फिर से त्वचा की परत द्वारा पीछा किया जाता है.

चित्रा 1 में एक माइक्रो - प्रादेशिक सेना (एक Wollaston तार की जांच के साथ) प्रयोग नमूने पर प्रदर्शन के परिणामों से पता चलता है. आंकड़ा दोनों "ताजा" और "annealed" या "आयु वर्ग के" फिल्म और त्वचा की परत पर चरण संक्रमण माप दिखाने के लिए परिणाम होते हैं.

चित्रा 2 एक के परिणामों से पता चलता है नैनो टीए थर्मल जांच nanoscale जांच के साथ प्रयोग के नमूने पर प्रदर्शन. आंकड़ा त्वचा की परत के चरण संक्रमण माप के संदर्भ में "ताजा" और "आयु वर्ग के नमूना" के बीच अंतर से पता चलता है है.

चित्रा 1 सूक्ष्म नमूने पर टीए.

चित्रा 2. नैनो टीए नमूना पर थर्मल जांच

वहाँ दो पहलुओं को स्पष्ट रूप से असाधारण के कि में जब हम आंकड़े 1 और 2 की तुलना कर रहे हैं:

त्वचा की परत के मुख्य प्रवेश के साथ कम है नैनो टीए थर्मल जांच के आसपास 80oC बनाम 120 ° सूक्ष्म प्रादेशिक सेना के साथ सी,. माइक्रो प्रादेशिक सेना के मुख्य प्रवेश के रूप में एक ही तापमान पर लगभग एक क्रमिक शुरू पैठ शो करता है नैनो टीए थर्मल जांच . इस अंतर को शायद सबसे अंत त्रिज्या और दो जांच के पहलू अनुपात में अंतर के कारण है. माइक्रो - टीए जांच काफी बड़ा और पहलू अनुपात कम है और इतनी अधिक सामग्री पिघल और जांच के रास्ते से बाहर कदम की आवश्यकता है. इस के कारण, नैनो टीए थर्मल जांच crystallinity में छोटे कटौती (कम सामग्री के लिए जांच करने के लिए घुसना करने के लिए पिघल की जरूरत है) के लिए एक बहुत अधिक संवेदनशीलता है. यह ज्ञात है कि त्वचा की परत एक छोटे पिघलने चोटी की पहली शुरुआत के साथ लगभग 50 डिग्री सेल्सियस और एक बड़ा पिघलने चोटी पर लगभग 110 ° सी. में एक व्यापक पिघलने endotherm माइक्रो - प्रादेशिक सेना माप इस बड़े पिघलने चोटी की शुरुआत दिखा रहा है, जबकि नैनो टीए थर्मल जांच छोटे प्रारंभिक पीक करने के लिए संवेदनशील है .

"ताजा" परत के मापा Tm के मामले में आयु वर्ग के "परत की है कि तुलना में कम है नैनो टीए थर्मल जांच जबकि सूक्ष्म टीए माप में इस तरह के अंतर इतना स्पष्ट नहीं है . Annealing, क्रिस्टल lamellae मोटा हो जाते हैं और यह उनके गलनांक बढ़ जाती है. फिर की उच्च संवेदनशीलता नैनो टीए थर्मल जांच इस तरह के अंतर को और अधिक स्पष्ट रूप से सूक्ष्म प्रादेशिक सेना से पकड़ता है.

क्रॉस अनुभागीय विश्लेषण

काम के इस हिस्से के लिए, BOPP फिल्मों epoxy राल में एम्बेडेड रहे थे और एक पार अनुभाग बनाया गया था. 3 नीचे चित्र epoxy मैट्रिक्स में BOPP फिल्म के पार अनुभाग से पता चलता है.

चित्रा 3. एक एम्बेडेड BOPP फिल्म के क्रॉस अनुभाग (वाम स्थलाकृति और दाएँ सेंसर सिग्नल)