對使用納諾 TA 熱量探測的多層雙軸針對的聚丙烯 (BOPP) 影片的納諾級別熱分析從 Anasys 儀器

包括的事宜

背景
目的
納諾 TA 熱量探測局部熱分析技術
實驗設置
結果和論述
下來頂層配置
橫截分析
結論
鳴謝

背景

雙軸針對的聚丙烯 (BOPP) 影片,加熱密封,并且密封的非熱廣泛地用於包裝工業。 這些影片是單或有多層的結構仅 15-25 µm 的一個典型的總厚度。 最簡單的多層膜對應於三層結構: 聚丙烯均聚物一塊厚實的核心層將夾在中間在二稀薄的 (通常近 1 µm) 皮膚之間分層堆積。 每塊層有其對這部影片的屬性的自己的攤繳。 在標準三層結構,核心層主要提供這部影片的堅硬,而皮膚層提供海豹捕獵和表面屬性。

目的

此工作的目標是二倍的:

  • 要調查三層 BOPP 影片熱量屬性和特別是使用納諾 TA 熱量探測調查 1 µm 的轉變溫度请在橫斷面第一次剝皮層。
  • 調查老化的作用對 BOPP 影片熱量屬性。 一個另外的目標是在評定上的區別與 Wollaston 電匯探測 (大約由 25 微米的 2.5 微米探測半徑比較) 與 nanoscale 探測 (探測半徑大約 20 毫微米) 在納諾 TA 熱量探測。

納諾 TA 熱量探測局部熱分析技術

納諾 TA 熱量探測是結合基本強制顯微學的高空間分辨率想像功能以這個能力獲得對材料熱量工作情況的瞭解與一個空間分辨率的子100nm 的一個局部熱分析技術。 (在空間分辨率 ~50x 的突破比科技目前進步水平改善,與聚合物和配藥的域的深刻涵義)。 常規 AFM 技巧被有一臺嵌入微型加熱器的特殊納諾 TA 熱量探測探測替換和是由特殊地被設計的納諾 TA 熱量探測硬件和軟件控制的。 此納諾 TA 熱量探測探測使表面形象化在使這個用戶選擇空間的地點他們希望調查表面的熱量屬性的 nanoscale 解決方法在 AFM 的定期想像模式下。 這個用戶通過適用熱局部通過探測技巧和評定這種熱機的回應然後得到此信息。

實驗設置

結果得到了使用探險家 AFM 裝備 Anasys 儀器 (AI)納諾熱量分析 (納諾 TA 熱量探測) 輔助部件,并且 AI 微型用了機器製造熱量探測。 納諾 TA 熱量探測系統是與一定數量商業可用的瀏覽的探測顯微鏡兼容。 這個範例是 Solvay 製造的 BOPP 影片。 當這個 「變老的」版本對應於同一部影片鍛煉在 60°C. 時,這個範例的 「新」版本對應於 BOPP 影片如被生產。

存在的納諾 TA 熱量探測數據是探測懸臂式偏折 (與範例表面聯繫) 被密謀探測技巧溫度。 此評定是類似於熱機的分析源遠流長的技術 (TMA)和叫作納諾 TA 熱量探測。 導致變柔和在這個技巧下的材料的活動例如熔化或玻璃轉移,導致懸臂的向下偏折。 關於這個技術的詳細信息可以得到在 www.anasysinstruments.com

結果和論述

影片在二種配置被分析了: 垂直或自頂向下配置和短剖面配置。

下來頂層配置

最高的 (第那個層安置熱量探測) BOPP 影片是皮膚層,并且它有在 1£gm 附近或較少的厚度。 在它下是與 15-25 µm 的厚度的核心層,并且這由皮膚層再跟隨。

圖 1 顯示在這個範例 (與 Wollaston 電匯探測) 執行的微型 TA 實驗的結果。 這個圖包含 「新鮮」和的 「結果鍛煉的」或 「變老的」影片并且顯示在皮膚層的相變評定。

圖 2 顯示在這個範例 (與 nanoscale 探測) 執行的納諾 TA 熱量探測實驗的結果。 這個圖顯示出這個 「新鮮」和 「變老的」範例之間的區別根據皮膚層的相變評定。

在範例的圖 1. 微型 TA

在範例的圖 2. 納諾 TA 熱量探測

有明顯地出色的 2 個方面,當我們比較圖 1 和 2 時:

皮膚層的主要滲透是低與納諾 TA 熱量探測,在 80oC 附近與與微型 TA 的 120°C。 微型 TA 顯示近似開始在溫度的逐漸滲透和納諾 TA 熱量探測的主要滲透一樣。 此區別很可能歸結於在末端半徑和二探測的長寬比上的區別。 微型 TA 探測是顯著更大和更低的長寬比和,因此要求更多材料熔化和搬出探測的方式。 由於此,納諾 TA 熱量探測有更高的區分對對結晶性的更小的減少 (較少材料需要熔化為了探測能擊穿)。 知道皮膚層有與一個小的熔化的峰頂在 50°C 前後和一個更大的熔化的峰頂的第一個起始的一清楚的熔化的 endotherm 在 110°C. 前後。 當納諾 TA 熱量探測對更小的最初的峰頂時,是敏感的這個微型 TA 評定顯示此更大的熔化的峰頂起始。

而此差異不是那麼清楚的在這個微型 TA 評定,這塊 「新」層的被評定的 Tm 低於那這塊 「變老的」層一旦納諾 TA 熱量探測。 通過鍛煉,水晶鱗片變得更加厚實,并且這增加他們的熔點。 再次納諾 TA 熱量探測更高的區分比微型 TA 更加清楚捉住此差異。

橫截分析

對於這個工作的此部分, BOPP 影片在環氧樹脂被埋置了,并且橫斷面做。 圖 3 下面顯示 BOPP 影片的橫斷面在環氧矩陣的。

一部嵌入 BOPP 影片 (左地勢和正確的傳感器信號) 的圖 3. 橫斷面

以前,槍管和工友 (2) 在橫斷面嘗試評定皮膚層的轉變溫度,但是缺乏這個微型 TA 技術的空間分辨率防止其發生。 在納諾 TA 熱量探測的空間分辨率的 100x 改善現在允許此如下面圖 4 和的圖 5 所顯示。

圖 4. 放大環氧,皮膚,并且顯示納諾 TA 熱量探測凹進的核心層在皮膚層和納諾 TA 熱量探測凹進在這個核心分層堆積。

在環氧、核心和皮膚層的圖 5 下面使用納諾 TA 熱量探測執行的顯示局部熱分析。 皮膚層的熔化的溫度很好關聯與自頂向下評定。

在使用納諾 TA 熱量探測被評定的 3 塊層的圖 5. 轉變溫度。

結論

納諾 TA 熱量探測系統的子100nm 熱分析功能在 BOPP 影片的橫斷面第一次啟用了皮膚層的轉變溫度評定。 明顯地被展示納諾 TA 熱量探測系統比在評定的起始溫度和被顯示出的更加明顯的區別的微型 TA 系統敏感在新鮮和鍛煉的 BOPP 影片的轉變溫度上。

鳴謝

Solvay 的安托萬 Ghanem 博士為提供 BOPP 範例親切地被承認。

來源: Anasys 儀器

關於此來源的更多信息请請參觀 Anasys 儀器

Date Added: Feb 13, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 17:38

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