Tato práce se zabývá popisem vlivu oxidačního plazmatu na mechanické a fyzikálně-chemické vlastností materiálů, které jsou používané ve firmě Würth, spol.s.r.o na výrobu různých součástek z plastů jako PA, PP, PE, využívaných v průmyslu a jiných odvětvích. Taktéž v práci najdeme popis mechanismů (ATR FTIR, TG, DTG, tvrdost), které byly použity k dosažení naších výpočtů, popisů a závěrů. V práci také najdeme krátké obeznámení se s firmou Würth,spol.s.r.o. Jako zkušební materiály byly použité jednak komerčně dostupné komoditní plasty HDPE a polymery používané firmou Würth ve formě konkrétních výrobků (kotvící systémy). Byla prostudována jejich termooxidační stabilita metodou TG a DTG. Bylo zjištěno, že k rozkladu materiálů dochází v oblasti kolem 240 °C s úbytkem hmotnosti téměř 97 %. Vlivem oxidačního plazmatu dochází jednak ke změně povrchové morfologie, která vykazuje zvýšenou drsnost povrchu, zejména v důsledku plazmového leptání. Z hlediska chemického mechanizmu těchto procesů, možno potvrdit, že tyto probíhají oxidačním mechanizmem přes meziprodukty zejména karboxylových, éterických a karbonylových skupin. Tyto závěry byly potvrzeny měřením ATR FTIR spekter. Souběžně s posledně jmenovanými procesy, dochází také ke změně smáčecích charakteristik, kde se pozoroval prudký nárůst hydrofility povrchu studovaného PE (pokles statického rovnovážného kontaktního úhlu smáčení z původní hodnoty 87° na 47° pro smáčecí kapalinu vodu). Dále bylo zjištěno, že s rostoucí dobou opracování dochází ke zvyšování tvrdosti povrchů, a to až o 17 % což možno přisoudit jednak odleptání degradované vrstvičky a rekrystalizaci.
Annotation in English
This thesis deals with description of the influence of the oxidative plasma on the mechanical and physico-chemical properties of materials, which are used by Würth, Ltd. to produce different plastic parts from the PA , PP, PE, used in the construction industry and other branches. In this thesis, there is also offered description of various physico-chemical methods (ATR FTIR, TG, DTG, hardness, SEM, sessile drop contact angle measurements), which were used in our experiments. As an addition a brief presentation of Würth, Ltd. and their activities were outlined. There was studied thermooxidative stability of the latter mentioned materials by means of thermal analysis TG and DTG methods. It was found, that decomposition of materials starts at the temperature of 240 °C, where total weight loss was about 97 %. By oxidative plasma the surface morphology of studied HDPE was changed by ablation, what was reflected in the increased roughness as observed by SEM. From the chemical mechanism point of view, studied processes were of oxidation nature, where carboxyl, carbonyl and ether moieties were detected by means of ATR FTIR technique. Simultaneously with the latter processes, the vigorous changes of wettability were observed, where originally hydrophobic behavior was changed to hydrophilic one as reflected in the decrease of the measured sessile drop contact angles (magnitude of the water contact angle of wetting was changed from 87 ° to 47 ° after plasma treatment). Furthermore it was found, that with increasing treatment time the increased surface hardness was obtained, as much of 17 %. This increase was attributed to the successful etching of the degraded surface layer and to re crystallization.
Tato práce se zabývá popisem vlivu oxidačního plazmatu na mechanické a fyzikálně-chemické vlastností materiálů, které jsou používané ve firmě Würth, spol.s.r.o na výrobu různých součástek z plastů jako PA, PP, PE, využívaných v průmyslu a jiných odvětvích. Taktéž v práci najdeme popis mechanismů (ATR FTIR, TG, DTG, tvrdost), které byly použity k dosažení naších výpočtů, popisů a závěrů. V práci také najdeme krátké obeznámení se s firmou Würth,spol.s.r.o. Jako zkušební materiály byly použité jednak komerčně dostupné komoditní plasty HDPE a polymery používané firmou Würth ve formě konkrétních výrobků (kotvící systémy). Byla prostudována jejich termooxidační stabilita metodou TG a DTG. Bylo zjištěno, že k rozkladu materiálů dochází v oblasti kolem 240 °C s úbytkem hmotnosti téměř 97 %. Vlivem oxidačního plazmatu dochází jednak ke změně povrchové morfologie, která vykazuje zvýšenou drsnost povrchu, zejména v důsledku plazmového leptání. Z hlediska chemického mechanizmu těchto procesů, možno potvrdit, že tyto probíhají oxidačním mechanizmem přes meziprodukty zejména karboxylových, éterických a karbonylových skupin. Tyto závěry byly potvrzeny měřením ATR FTIR spekter. Souběžně s posledně jmenovanými procesy, dochází také ke změně smáčecích charakteristik, kde se pozoroval prudký nárůst hydrofility povrchu studovaného PE (pokles statického rovnovážného kontaktního úhlu smáčení z původní hodnoty 87° na 47° pro smáčecí kapalinu vodu). Dále bylo zjištěno, že s rostoucí dobou opracování dochází ke zvyšování tvrdosti povrchů, a to až o 17 % což možno přisoudit jednak odleptání degradované vrstvičky a rekrystalizaci.
Annotation in English
This thesis deals with description of the influence of the oxidative plasma on the mechanical and physico-chemical properties of materials, which are used by Würth, Ltd. to produce different plastic parts from the PA , PP, PE, used in the construction industry and other branches. In this thesis, there is also offered description of various physico-chemical methods (ATR FTIR, TG, DTG, hardness, SEM, sessile drop contact angle measurements), which were used in our experiments. As an addition a brief presentation of Würth, Ltd. and their activities were outlined. There was studied thermooxidative stability of the latter mentioned materials by means of thermal analysis TG and DTG methods. It was found, that decomposition of materials starts at the temperature of 240 °C, where total weight loss was about 97 %. By oxidative plasma the surface morphology of studied HDPE was changed by ablation, what was reflected in the increased roughness as observed by SEM. From the chemical mechanism point of view, studied processes were of oxidation nature, where carboxyl, carbonyl and ether moieties were detected by means of ATR FTIR technique. Simultaneously with the latter processes, the vigorous changes of wettability were observed, where originally hydrophobic behavior was changed to hydrophilic one as reflected in the decrease of the measured sessile drop contact angles (magnitude of the water contact angle of wetting was changed from 87 ° to 47 ° after plasma treatment). Furthermore it was found, that with increasing treatment time the increased surface hardness was obtained, as much of 17 %. This increase was attributed to the successful etching of the degraded surface layer and to re crystallization.
