Effect of low-temperature plasma treatment on rubber properties

The effect of the distance (0.5 and 5 mm) and exposure time (10 and 30 s) of the atmospheric plasma on the structure and surface properties (contact angle, adhesion) of unvulcanized rubber was examined. FT-IR and SEM were used to assess the structure. After plasma treatment, a higher intensity of the OH and COO- bands was observed, while the intensity of the bands from methylene groups decreased. SEM showed that plasma significantly reduces the size and number of agglomerates, resulting in a more uniform structure. The plasma distance has a significant effect on the surface properties of the rubber, with a better effect achieved at a smaller distance (0.5 mm). In this case, the rubber character changed from hydrophobic to hydrophilic, which is related to the introduction of oxygen species. A greater plasma distance (5 mm), regardless of the exposure time, resulted in a lower adhesion force. The exposure time had no significant effect on the tested rubber properties.

---

Zbadano wpływ odległości (0,5 i 5 mm) oraz czasu ekspozycji (10 i 30 s) plazmy atmosferycznej na strukturę i właściwości powierzchniowe (kąt zwilżania, adhezja) niewulkanizowanej gumy. Do oceny struktury stosowano FT-IR i SEM. Po obróbce plazmą zaobserwowano większą intensywność pasm pochodzących od grup OH i COO-, natomiast intensywność pasm pochodzących od grup metylenowych zmniejszyła się. Metodą SEM wykazano, że plazma znacząco zmniejsza wielkość i liczbę aglomeratów, czego efektem jest bardziej jednorodna struktura. Odległość plazmy ma istotny wpływ na właściwości powierzchniowe gumy, przy czym lepszy efekt uzyskano przy mniejszej odległości (0,5 mm). W tym przypadku charakter gumy zmienił się z hydrofobowego na hydrofilowy, co jest związane z wprowadzeniem ugrupowań tlenowych. Większa odległość próbki od plazmy (5 mm), niezależnie od czasu ekspozycji, skutkowała mniejszą siłą adhezji. Czas ekspozycji nie miał istotnego wpływu na badane właściwości gumy.

---

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).