High Energy ChemistryHigh Energy ChemistryХимия высоких энергий0023-11933034-6088The Russian Academy of Sciences69071910.31857/S0023119325050082blczwjPLASMA CHEMISTRYПЛАЗМОХИМИЯResearch ArticleModification of surface properties of plastic filaments in a plasma three-electrode tubeМодификация свойств поверхности пластиковых нитей в плазменной трехэлектродной трубкеSemyonovA. P.СеменовА. П.baibat@mail.ruBaldanovB. B.БалдановБ. Б.baibat@mail.ruRanzhurovTs. V.РанжуровЦ. В.baibat@mail.ruInstitute of Physical Materials Science SB RASИнститут физического материаловедения СО РАН15092025595VOL 59, NO5 (2025)ТОМ 59, №5 (2025)35635921092025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0023-1193/article/view/690719

The modification of surface properties of thermoplastic polymers, in particular, plastic filaments of Polylactic Acid (PLA), by their treatment in a plasma three-electrode tube with low-temperature argon plasma of a volumetric independent glow discharge with a dielectric barrier at atmospheric pressure has been experimentally demonstrated. A PLA plastic filament is continuously pulled at a velocity of 4 mm/s through the discharge plasma at a discharge current of 0.7–3 mA. The water contact wetting angle is shown to decrease from 8° to 44°, the free surface energy is shown to increase from 32.28 to 56.84 mJ/m2.

Экспериментально продемонстрирована модификация свойств поверхности термопластичных полимеров, в частности, пластиковых нитей Polylactic Acid (PLA), путем их обработки в плазменной трехэлектродной трубке низкотемпературной аргоновой плазмой объемного самостоятельного тлеющего разряда с диэлектрическим барьером при атмосферном давлении. Пластиковая нить PLA непрерывно протягивается со скоростью 4 мм/с через плазму разряда при токе разряда 0.7–3 мА. Показано, контактный угол смачивания по воде снижается с 85° до 44°, свободная поверхностная энергия повышается с 32.28 до 56.84 мДж/м2.

plastic filamentvolumetric glow dischargeplasma modificationsurface wettabilityпластиковая нитьобъемный тлеющий разрядплазменная модификациясмачиваемость поверхностиНазаров В. Г. Поверхностная модификация полимеров. М.: Московский государственный университет печати, 2008. 474 с.Napartovich A. P. // Plasmas and Polymers. 2001. V. 6. № 1/2. P. 1–14. https://doi.org/10.1023/A:1011313322430Akishev Yu., Grushin M., Napartovich A., Trushkin N. // Plasmas and Polymers. 2002. V. 7. № 3. P. 261–289. https://doi.org/10.1023/A:1019990508769Brandenburg R. // Plasma Sources Sci. Technol. 2017. V. 26. P. 053001. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aaced9Baldanov B. B., Semenov A. P., Ranzhurov Ts. V. // Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 2019. V. 83. № 11. P. 1366–1368. https://doi.org/10.3103/S1062873819110054Baldanov B. B. // Instrum. Exp. Tech. 2023. V. 66. № 6. P. 945–947. https://doi.org/10.1134/S0020441223060088Baldanov B. B., Semenov A. P., Ranzhurov Ts.V. // Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 2024. V. 88. № 4. P. 597–600. https://doi.org/10.1134/S1062873823706098Owens D., Wendt R. // J. Appl. Polymer Sci. 1969. V. 13. P. 1741–1747. https://doi.org/10.1002/app.1969.070130815Rabel W. // Farbe und Lack. 1971. V. 77. № 10. P. 997–1005.Kaelble D. // J. Adhesion. 1970. V. 2. № 2. P. 66–81. https://doi.org/10.1080/0021846708544582Baldanov B. B., Ranzhurov Ts.V. // High Energy Chemistry. 2021. V. 55. № 2. P. 165–167. https://doi.org/10.1134/S0018143921020028Rulison C. Krüss Application Note № 213. Hamburg: KRÜSS GmbH, 2000. 22 p.Семенов А. П., Балданов Б. Б., Ранжуров Ц. В. Способ модификации свойств поверхности пластиковых нитей низкотемпературной газоразрядной аргоновой плазмой атмосферного давления и устройство для его осуществления. Патент № 2834664 РФ // Б. И. 2025 № 5.