LDPE Surface Modifications Induced by Atmospheric Plasma Torches with Linear and Showerhead Configurations - Sorbonne Université Access content directly
Journal Articles Plasma Processes and Polymers Year : 2015

LDPE Surface Modifications Induced by Atmospheric Plasma Torches with Linear and Showerhead Configurations

Modification surfacique de LDPE par des torches à plasma atmosphérique en configuration linéaire et à tête de douche

Abstract

Low density polyethylene (LDPE) surfaces have been plasma modified to improve their nanostructural and wettability properties. These modifications can significantly improve the deposition of subsequent layers such as films with specific barrier properties. For this purpose, we compare the treatments induced by two atmospheric plasma torches with different configurations (showerhead vs. linear). The modifications of LDPE films in terms of chemical surface composition and surface morphology are evidenced by X-ray photoelectron spectro-scopy, water contact angles measurements, and atomic force microscopy. A comparison between the two post-discharge treatments is achieved for several torch-to-substrate distances (gaps), treatment times, and oxygen flow rates in terms of etching rate, roughening rate, diffusion of oxygen into the subsur-face and hydrophilicity. By correlating these results with the chemical composition of the post-discharges, we identify and compare the 'species which are responsible for the chemical surface functionalization, the surface roughening, and etching.
Des surfaces de polyéthylène basse densité (LDPE) ont été modifiées par plasma afin d'améliorer leurs propriétés nanostructurelles et de mouillabilité. Ces modifications peuvent améliorer de manière significative le dépôt de couches ultérieures telles que des films ayant des propriétés de barrière spécifiques. À cette fin, nous comparons les traitements induits par deux torches à plasma atmosphérique de configurations différentes (douchette vs. linéaire). Les modifications des films LDPE en termes de composition chimique de surface et de morphologie de surface sont mises en évidence par spectroscopie photoélectronique à rayons X, mesures des angles de contact avec l'eau et microscopie à force atomique. Une comparaison entre les deux traitements de post-décharge est réalisée pour plusieurs distances torche-substrat (écarts), durées de traitement et débits d'oxygène en termes de taux de gravure, de taux de rugosité, de diffusion de l'oxygène dans la sous-surface et d'hydrophilie. En corrélant ces résultats avec la composition chimique des post-décharges, nous identifions et comparons les espèces responsables de la fonctionnalisation chimique de la surface, de la rugosité de la surface et de la gravure.
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Dates and versions

hal-01303182 , version 1 (29-04-2016)
hal-01303182 , version 2 (04-04-2023)

Identifiers

Cite

Sami Abou Rich, Thierry Dufour, Perrine Leroy, Laurent Nittler, Jean-Jacques Pireaux, et al.. LDPE Surface Modifications Induced by Atmospheric Plasma Torches with Linear and Showerhead Configurations. Plasma Processes and Polymers, 2015, 12 (8), pp.771-785. ⟨10.1002/ppap.201400097⟩. ⟨hal-01303182v2⟩
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