納米級熱分析多層雙向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜，使用NA

：：AZoNanotechnology文章

討論主題

背景
 目標
 納米熱探頭TA本地熱分析技術
 實驗裝置
 結果與討論
 自上而下的配置
 斷面分析
 結論
 致謝

背景

雙向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜，既熱封和非熱封廣泛應用於包裝行業。這些影片是單向或多層結構，具有典型的總厚度只有15-25微米。最簡單的多層膜對應的三層結構：厚的聚丙烯均聚物的核心層之間夾在兩個薄（通常接近1微米）的皮膚層。每一層都有其自己的貢獻的電影屬性。在標準的三層結構，核心層主要提供電影的剛性，而皮膚層提供密封和/或表面性質。

目標

這項工作的目的是雙重的：

為了調查三層BOPP薄膜的熱性能，特別是使用納米TA熱的首次調查的1微米的橫截面的皮膚層的轉變溫度的探頭。
探討老齡化對 BOPP薄膜的熱性能的影響。另外一個目標是在測量的差異比較與沃拉斯頓線探頭（約 2.5微米的探測半徑 25微米）與納米探針在納米 TA熱探頭（探頭約 20 nm的半徑）。

納米熱探頭 TA本地熱分析技術

納米TA熱探頭是一個地方的熱分析技術，其中的亞100nm的空間分辨率，以獲得材料的熱行為的認識與能力相結合原子力顯微鏡（AFM）的高空間分辨率的成像能力。（〜50倍，比國家的藝術更好地在空間分辨率上有所突破，聚合物和製藥等領域產生深遠的影響）。取代傳統的針尖是一個特殊的納米TA熱探頭探針，具有一個嵌入式的微型加熱器和納米TA熱探測器的硬件和軟件是由專門設計的控制。這種納米TA熱探頭探頭，實現了在納米級分辨率的可視化表面的原子力顯微鏡的常規成像模式，使用戶能夠選擇的空間位置，他們在想探討表面的熱性能。然後，用戶可以獲取此信息，本地通過加熱探頭尖端和測量形變響應。

實驗裝置

使用瀏覽器的AFM Anasys納米熱分析儀器（ AI ）（納米TA熱探頭）附件和 AI微機械熱探頭與裝備獲得的結果。納米TA熱探針系統兼容市售的掃描探針顯微鏡。該樣本是一個由蘇威生產的BOPP薄膜。 “新鮮”的樣本版本對應的BOPP薄膜生產，而“年齡”版本對應相同的薄膜退火後在60 ° C。

納米TA熱探頭數據探頭懸臂偏轉（與樣品表面接觸時）繪製對探針尖端的溫度。這種測量方法是類似於熱機械分析（TMA）的技術被稱為納米TA熱探頭。如熔點或玻璃化轉變的事件，結果在下方的尖端材料的軟化，產生向下偏轉的懸臂。技術的進一步資料，可在 www.anasysinstruments.com 。

結果與討論

兩種配置：垂直或自上而下的配置和截面配置的薄膜進行了分析。

自上而下的配置

BOPP薄膜（熱探頭被放置在一個）最上層的是皮膚層，它的厚度大約有1英鎊通用汽車或更少。下面是用15-25微米的厚度的核心層，這又是皮膚層。

圖 1顯示了一個微TA的樣品進行實驗（沃拉斯頓線探頭）的結果。這個數字包含的“新鮮”和“退火”或“中年”的電影，並顯示對皮膚層的相變測量的結果。

圖2顯示的結果納米TA熱探針實驗樣品進行的（與納米探針）。該圖顯示了在皮膚層的相變測量方面的“新鮮”和“歲”的樣本之間的差異。

圖1微TA樣品。

圖2納米TA對樣品的熱探頭

有2個方面，明確出色，當我們比較圖 1和2：

皮膚層的主要普及率較低的納米TA熱探頭，大約80℃與120℃，微TA 。微TA 納米TA熱探頭作為主要滲透在大約相同的溫度開始顯示出逐步滲透。這種差異很可能是由於在結束半徑和長寬比的兩個探頭的區別。的微TA探針顯著較大，較低的長寬比，所以需要更多的物質融化和移動探頭的方式。由於這個原因，納米TA熱探頭有一個較小的結晶減少（較少的材料需要融化的探針穿透）高得多的靈敏度。據了解，皮膚層與首次發病的一個小的熔融峰在50℃左右和較大的熔融峰在約 110 ° C。的廣闊的融化吸熱微TA測量顯示這個較大的熔融峰出現，而納米TA熱探頭是敏感的，以較小的初始峰值。

層的“新鮮”的測量Tm是比“年齡”層的情況下，較低的納米TA熱探頭，而這種區別不是在測量微TA如此清晰。通過退火，晶體片層越來越厚，這會增加其熔點。同樣的靈敏度更高的納米TA熱探頭捕獲這種區別更明顯高於微TA 。