Study of wettability and optical transparency of pet polymer modified by plasma immersion techniques

Autores

  • Péricles Lopes SantAna
  • José Roberto Ribeiro Bortoleto
  • Nilson C. da Cruz
  • Elidiane C. Rangel
  • Steven F. Durrant

DOI:

https://doi.org/10.17563/rbav.v36i2.1050

Palavras-chave:

Wettability, AFM, Optical Transmittance, PET, Plasma

Resumo

Polymers substrates have several distinct advantages, such as ruggedness, robustness, ultra-lightness, conformability, and impact resistance over glass substrates for optical applications. However, it is required high transparency, proper surface roughness, low gas permeability and high transparent electrode conductivity of the plastic substrate for commercial applications. In this work was analyzed the surface morphology of polymer samples modified by plasma immersion techniques. Polyethylene Terephthalate (PET) polymers were treated by different RF plasma immersion modes (at low and high energy ion implantation) and discharge conditions. Sulfur hexafluoride (SF6) and nitrogen (N2) gases were employed as a source of fluorine and inert plasma, respectively. Wettability surface shows that, it is possible to reach either high or low contact angle values, (10º < ? < 130º), depending on the plasma technique and gas employed. The surface morphology was measured with atomic operating on air. Both 10 µm × 10 µm and 1 µm × 1 µm images were acquired and the surface roughness was characterized in terms of the root mean square roughness, Rz, for both imaged areas. In general, the smoothness of PET was maintained for some plasma treatments. Optical Transmittance, T (?), was performed using a UV-Vis-NIR spectrometer ranging from 190 nm to 3300 nm. The results show that the low energy ion implantation is more efficient to promote the loss of T (?) at visible light, making the PET surface hydrophilic, even in fluorine plasmas. The treatments were satisfactory, daring to maintain, or even, to increase the PET transparency at visible light in restrict conditions.

Biografia do Autor

Péricles Lopes SantAna

Péricles Sant'Ana é natural de Coronel Fabriciano-MG. Graduado em Engenharia de Produção na Universidade Federal de Viçosa - MG em agosto de 2007, concluiu o Curso de Mestrado e Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais pela Universidade Estadual Paulista (UNESP), no período entre 2008 a 2014. Em seguida, desenvolveu: três meses de atividades de Pós doutoramento no Núcleo de Microscopia e Microanálise, vinculado ao Sistema Nacional de Laboratórios em Nanotecnologia (SisNano/2015) e um ano de Pós-Doutoramento no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (CAPES/2015-2016). Tem experiência em Nanotecnologia e Tecnologia de Plasma, atuando nos seguintes temas: Técnicas de Deposição ou Tratamento superficial a plasma (sistema a vácuo), Tecnologia de filmes finos/revestimentos protetivos, Ensaios mecânicos, Acondicionamento de embalagens alimentícias poliméricas, sensores/dispositivos ópticos ou Microeletrônicos. Técnicas de caracterização de superfícies em escala nanométrica: Perfilometria, Molhabilidade a líquidos de prova, Microscopia Eletrônica, Microscopia de Força Atômica, Espectroscopia Raman, Espectroscopia Óptica/Elipsometria, Difração de Raios-X e Simulação computacional. Na área de Gestão, é certificado pelo CREA-SP, foi Auditor e Consultor ISO 9001-2008 com experiência profissional em Arranjo físico, Gestão de Projetos, Planejamento da Produção e Projeto de Produto.

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Publicado

2017-08-14

Edição

Seção

Superfícies e Filmes Finos