Grupą tworzyw sztucznych, których ilość zastosowań dynamicznie rośnie są poliolefiny (polietylen, polipropylen i pochodne). Są one wykorzystywane do produkcji opakowań do kosmetyków i chemii gospodarczej, sprzętu medycznego, artykułów gospodarstwa domowego, części i akcesoriów motoryzacyjnych, sprzętu instalacyjnego. Poliolefiny są przetwarzane metodą wtrysku, rozdmuchu i wytłaczania. Problem powstaje, gdy wyrób z polietylenu, czy polipropylenu chcemy polakierować (zderzaki samochodowe), oznakować (przewody instalacji wodnej), czy ozdobić nadrukiem bezpośrednim (opakowania, sprzęt medyczny, AGD).

Okazuje się bowiem, że pokrycia wykonane farbami lub lakierami, które sprawdzają się w wielu innych zastosowaniach, nie wykazują tu dostatecznej przyczepności. Przyczyną tego jest chemiczna odporność poliolefin na substancje zawarte w farbie i stosowanych rozcieńczalnikach oraz w fakcie, że poliolefiny są trudno zwilżane ­ farba wysycha na powierzchni wyrobu bez jej zwilżenia, nie zachodzi adhezja farby do podłoża, nie ma sił przylegania.

Przyjmuje się, że niezbędny poziom adhezji (związany z dostatecznym zwilżaniem powierzchni) wymaga, aby energia powierzchniowa podłoża (materiału pokrywanego) była większa od napięcia powierzchniowego cieczy (farby, kleju) co najmniej o 2 do10 mN/m.

Tabela 1 przedstawia zestawienie wartości napięcia powierzchniowego rozmaitych tworzyw sztucznych z napięciem powierzchniowym farb i klejów.

Napięcie powierzchniowe jest miarą energii związanej z istnieniem sił międzycząsteczkowych. Napięcie powierzchniowe powoduje, że ciecz w kontakcie z podłożem dąży do zawarcia swojej objętości w bryle o najmniejszej powierzchni styku z tym podłożem.

Tabela 1. Energia powierzchniowa niektórych tworzyw sztucznych, a napięcie powierzchniowe cieczy stosowanych do drukowania, lakierowania i klejenia

Energia powierzchniowa podłoża (mN/m)

Napięcie powierzchniowe cieczy (mN/m)

Przyczyną problemów związanych z brakiem przyczepności farb i klejów jest więc niska energia powierzchniowa wyrobów z poliolefin, a rozwiązaniem jest fizyczna zmiana własności tej powierzchni związana ze wzrostem energii powierzchniowej.

W celu uzyskania dobrej przyczepności powierzchni, konieczne jest zmodyfikowanie właściwości tej powierzchni poprzez zerwanie wiązań molekularnych. W ten sposób zwiększa się napięcie powierzchniowe, a w konsekwencji stopień przyczepności, nie naruszając właściwości tworzywa.

Sposoby przygotowania powierzchni przedmiotów z tworzyw sztucznych:
– aktywacja koronowa
– zastosowanie plazmy
– aktywacja płomieniowa
– metody chemiczne

Uwagi ogólne

Efektywność przygotowania powierzchni przedmiotów z poliolefin jest trudna do oceny.

Zasadniczy wpływ ma na nią moment przeprowadzenia operacji: im mniej czasu upłynie od chwili przetworzenia materiału (wtrysku, rozdmuchu, wytłaczania), tym mniej energii wystarczy do właściwego przygotowania powierzchni i efekt dłużej będzie zadowalający. Jeżeli od wyprodukowania przedmiotu minęło kilka tygodni. jeżeli do materiału dodano przemiał, dodatki przeciwutleniające, smarujące, antystatyczne, dostateczne przygotowanie powierzchni może okazać się niemożliwe.