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Previous issue date: 2013-02-27 / The objective of this work was to study the surface adhesion of polyethylene on the liquid paper board. By using surface characterization, the chemical and physical
interactions between the paper board and polyethylene were studied. Paper board samples were laminated with low density polyethylene with an extruder, in order to
evaluate the adhesion forces of the following samples: 1) Paper board coating with different latex composition; 2) paper board bottom layer (brown side) with surface
sizing (starch) and, 3) paper board bottom layer (brown side) without surface sizing (starch). It was also evaluated in the extruded samples treated with flame the
polyethylene adhesion. The following analyses were used in other to characterize the paper board surface: 1) Contact angle analysis for surface energy determination, 2) Confocal laser scanning microscopy for surface roughness analysis and, 3) FTIR spectroscopy Attenuated Total Reflectance (ATR) to evaluate differences in the
functional groups. The characterization results were correlated with the increase of polyethylene adhesion forces on the paper board surface. It was observed that flame treatment on the paper board surface increased the surface tension, thus increasing the adhesion forces of the polyethylene. In comparison to the styrene-butadiene latex, the styrene acrylic latex, which contains polar groups in its composition, improved the adhesion forces of the polyethylene with the paper board top layer (white side). For the paper board bottom layer (brown side) with no surface sizing, the polyethylene adhesion was superior when compared to the sized paper board. It can be explained by the increase on the surface smoothness of the paper which may interfere on the polyethylene adhesion. The flame treatment may have caused the oxidation of functional groups on the surface of the paper board, resulting in the surface tension increase and, consequently, increasing the polyethylene adhesion. The surface tension has shown to be an excellent indicator for polyethylene adhesion due to its linear correlation with polyethylene adhesion forces. On the other hand, it has not been observed difference on surface roughness on the studied samples. The FTIR-ATR technique has not been sensitive for the detection of chemical differences among the samples treated with and without flame. However, this technique can be used to verify the latex composition in the paper board coating. The Peel Test Method (180º) which is used to evaluate the adhesion force, presents more reliable results than the manual delamination test that depends on the analyst. / O objetivo deste trabalho foi estudar a adesão de polietileno à superfície do papel cartão utilizado na produção da embalagem Longa Vida. Através de técnicas de caracterização de superfície foram verificadas as interações químicas e físicas existentes entre o papel
cartão e o polietileno. Amostras de papel cartão foram laminadas com polietileno de baixa densidade em uma extrusora para avaliar a força de adesão nas seguintes
amostras: 1) “coating” do papel cartão com diferentes látex na composição da tinta de revestimento. 2) base do papel cartão (lado marrom) com colagem superficial com
amido. 3) base do papel cartão (lado marrom) sem colagem superficial com amido. Nas amostras extrusadas também foi avaliada a adesão de polietileno quando a superfície do papel cartão foi tratada com chama. Análise do ângulo de contato para obtenção da energia superficial, microscopia confocal a laser, para verificar efeitos na rugosidade superficial, e análise de infravermelho (ATR – reflectância total atenuada), para avaliar diferenças dos grupos funcionais, foram também utilizadas para a caracterização da superfície do papel cartão. O resultado da caracterização foi correlacionado com aumento das forças de adesão de polietileno à superfície do papel cartão. Para os casos estudados, observou-se que o tratamento de superfície feito com chama no papel cartão aumentou a energia superficial, elevando assim a força de adesão ao polietileno. O uso
de látex estireno-acrílico, que apresenta grupos polares na composição, também propiciou melhor adesão de polietileno na cobertura (lado branco do papel cartão)
comparado ao látex estireno-butadieno. Para a base do papel cartão (lado marrom) sem a colagem superficial, a adesão de polietileno se mostrou superior à condição com
colagem, pois esta gera maior nivelamento da superfície, deixando a base do papel cartão mais lisa, dificultando assim a adesão de polietileno. Os tratamentos de superfície com chama podem ter causado a oxidação da superfície do papel cartão, gerando assim um aumento de grupos polares na superfície, aumentando a energia superficial da mesma e, consequentemente, melhorado a adesão de polietileno. A energia superficial pode ser vista como um excelente indicativo para adesão de polietileno, pois se verificou uma correlação linear onde quanto maior a energia superficial do papel cartão, maior a força de adesão ao polietileno. Por outro lado, a rugosidade superficial não mostrou diferenças entre as amostras estudadas. A técnica de infravermelho (ATR) não foi sensível para detectar diferenças químicas entre os tratamentos com e sem chama. No entanto, esta técnica pode ser utilizada para verificar a composição, quanto ao tipo de látex, usado na tinta de revestimento do papel cartão. O método Peel Test em 1800, usado para avaliar a força de adesão, apresenta resultados mais confiáveis do que somente a avaliação através da delaminação manual, que depende muito do analista e sua percepção.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.uepg.br:prefix/1455 |
| Date | 27 February 2013 |
| Creators | Madeira, Danielle Müller Ferreira |
| Contributors | Carvalho, Benjamim de Melo, Vieira, Osvaldo, Muniz, Graciela Inez Bolzon de, Pinheiro, Luis Antonio |
| Publisher | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais, UEPG, BR, Desenvolvimento e Caracterização de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG, instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa, instacron:UEPG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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