Tratamento superficial do polipropileno visando controle da molhabilidade

Abstract

A molhabilidade é uma propriedade de superfície que depende de fatores químicos e físicos. Entre as várias técnicas que permitem ajustar a molhabilidade, pode-se citar os tratamentos por plasma e ultravioleta de vácuo (VUV), a enxertia e a deposição física de vapor. Dependendo da técnica escolhida e dos parâmetros de tratamento, pode-se obter superfícies hidrofílicas, hidrofóbicas ou superhidrofóbicas. O objetivo deste trabalho é obter superfícies hidrofílicas, hidrofóbicas e superhidrofóbicas a partir da modificação da molhabilidade do polipropileno (PP). Para isso, amostras de PP foram primeiramente funcionalizadas com oxigênio via tratamento por plasma ou ultravioleta de vácuo. Estas amostras foram enxertadas com o silsesquioxano poliédrico oligomérico-isotiocianato (POSS-NCS). Por último, estas superfícies foram recobertas com grupos fluorados via evaporação de politetrafluoretileno (PTFE). Os resultados mostram que a superfície das amostras tratadas por plasma/VUV e enxertadas apresentam estruturação de ordem nanométrica. O valor mais baixo para o ângulo de contato em água foi de 24º, obtido após 15 min de tratamento por plasma, e o valor mais alto foi de 163º, obtido após 25 min de evaporação de PTFE sobre a superfície enxertada com POSS-NCS na amostra tratada por plasma durante 20 min. Esta amostra possui baixa histerese angular (~5º), associada ao efeito auto-limpante.

The wettability is a surface property that depends on chemical and physical factors. Among the various techniques which allow tuning of wettability, can be mentioned plasma and vacuum ultraviolet (VUV) treatments, grafting and physical vapor deposition. Depending on the technique used and the treatment parameters can be obtained hydrophilic, hydrophobic or superhydrophobic surfaces. The aim of this work is to obtain hydrophilic, hydrophobic and superhydrophobic surfaces from the modification of the wettability of polypropylene (PP). To achieve this, PP samples were first functionalized via oxygen plasma treatment or vacuum ultraviolet. These samples were grafted with polyhedral oligomeric silsesquioxane-isothiocyanate (POSS- NCS). Finally, these surfaces were coated with fluorinated groups via evaporation of polytetrafluoroethylene (PTFE). The results show that the sample surface treated by plasma/VUV and grafted present structuring of nanometric order. The lower value for the water contact angle was 24º, obtained after 15 min of plasma treatment, and the highest value was 163º, obtained after 25 min of evaporation of PTFE on the surface grafted with POSS-NCS in the sample treated by plasma for 20 min. This sample has low angular hysteresis (~ 5º) which is associated with this self-cleaning effect.