Weathering resistance of thin plasma polymer films on pre-coated steel

O trabalho apresentado teve origem no projecto de investigação “Tailored Thin Plasma Polymers Films for Surface Engineering of Coil Coated Steel”, financiado pelo Programa Europeu ECSC Steel Research. Sistemas de aço galvanizado pré-pintado em banda à base de poliéster e poliuretano foram submetidos a um processo de polimerização por plasma onde um filme fino foi depositado de modo a modificar as propriedades de superfície. Foram usados reactores de cátodo oco, microondas e rádio frequência para a deposição do polímero fino. Os sistemas preparados foram analisados de modo a verificar a influência do processo de polimerização por plasma na alteração das propriedades barreira dos sistemas pré-pintados em banda. Foi estudado o efeito dos diferentes passos do processo de polimerização por plasma, bem como o efeito de diferentes variáveis operatórias. A mistura precursora foi variada de modo a modificar as propriedades da superfície de modo a poder vir a obter maior hidrofobicidade, maior resistência a marcas digitais, bem como maior facilidade de limpeza. Os testes foram conduzidos em solução de NaCl 0,5 M. Para o trabalho foram usadas técnicas de análise da morfologia da superfície como Microscopia de Força Atómica e Microscopia Electrónica de Varrimento. As propriedades electroquímicas dos sistemas foram estudadas por Espectroscopia de Impedância Electroquímica. A estrutura dos filmes gerados no processo de polimerização por plasma foi caracterizada por Microscopia de Transmissão Electrónica. A modificação das propriedades ópticas devido ao processo de polimerização por plasma foi também obtida.

Caracterização estrutural e propriedades óticas e mecânicas do diglime polimerizado a plasma

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Implantação iônica por imersão em plasma - IIIP - de argônio, nitrogênio e hélio em hexametildissilazano polimerizado a plasma

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização de filmes finos polimerizados por plasma a partir dos monômeros hexametildisilazano e acetileno e posteriormente expostos à descarga por barreira dielétrica

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Implantação iônica por imersão em plasma e deposição de filmes finos poliméricos provenientes da mistura hexametildisilazano/argônio

Thin polymeric films deposited by plasma are very atractive for many industrial and scientific applications, in areas such as electronics, mechanics, coatings, biomaterials, among others, due to its favorable properties such as good adhesion to the substrate, high crosslinking, nanomectric thickness, homogeneity, etc. In this work, thin films were deposited by plasma immersion ion implantation and deposition technique from a hexamethyldisilazane/argon mixture at different proportions. These films were subjected to several characterizations, such as, contact angle, which presented values near to 100 degrees, surface energy, with values near to 31 mJ/m2, hardness with values between 0.7 and 2.6 GPa, thickness from 100 to 200 nm, refractive index from 1.56 to 1.64, molecular structure presenting the following functional groups in the infrared spectra region: CHx from 2960 to 2900 cm-1; Si-H around 2130 cm-1; CH3 in Si-(CH3)x around 1410 cm-1; CH3 in Si-(CH3)x in 1260 cm-1; N-H around 1180 cm-1; CH2 in Si-CH2-Si bonds around 1025 cm-1; Si-O in Si-O-Si from 1020 to 1100 cm-1; Si-N in Si-H-Si bonds around 940 cm-1; CH3 in Si-(CH3)3 in 850 cm-1; Si-C bonds in Si-(CH3)2 around 800 cm-1; and Si-H in 680 cm-1 . From these characterizations, it was possible to conclude that the concentration of argon or hexamethyldisilazane in the mixture changed the resulting polymer

Adesão bacteriana em braquetes metálicos com tratamento de superfície: estudo in vitro

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Aplicação da descarga por barreira dielétrica (DBD) em diferentes frequências no tratamento de polipropileno

In this work, air dielectric barrier discharge (DBD) operating at two different frequencies (60 Hz and 17 kHz) was used to improve surface properties of polypropylene (PP). The changes in surface hydrophilicity were investigated by contact angle measurements. The modifications in chemical composition of PP surface were studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR). The PP roughness were analyzed before and after the DBD treatment using atomic force microscopy (AFM). In order to compare the results obtained at different frequencies, the analyses are presented as a function of the deposited energy density. The results show that both DBD treatments led to formation of low-molecular weight oxidized material (LMWOM). It tends to agglomerate into small mounts on the surface, as shown by AFM analyses. These structures are weakly bounded to the surface and can be easily removed by rinsing in polar solvents. After washing the DBD-treated samples, the PP partially recovers its original wetting characteristics. This suggests that oxidation also occurred at deeper and more permanent levels on the PP samples. Comparing both DBD treatments, the 17 kHz process was found to be more efficient in introducing oxygen groups to the PP surface

Caracterização de plasmas a partir do monômero digime através da espectrometria de massa: deposição polimérica

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Influência dos fotoativadores PAC e QTH na polimerização de resina composta e na geração de calor

O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar in vitro o desempenho dos fotoativadores Apollo® 95E /DenMed Technologies, com luz xênon (arco de plasma - PAC), e o Curing Light® XL 3000 /3M-Unitek, com luz halógena (convencional - QTH), comparando-se, desta forma, um fotoativador de alta intensidade de luz (PAC) com um convencional (QTH). A efetividade dos aparelhos foi verificada pelo grau de polimerização apresentado pela resina composta (Transbond™XT/3MUnitek), avaliado em espectrofotometria por infravermelho e pela análise de microdureza Knoop. Os tempos de ativação para a fonte PAC foram um, dois e três segundos e, para a fonte QTH, foram 10, 20 e 30 segundos, buscando-se avaliar a equivalência, ou não, dos diferentes tempos das diferentes unidades fotoativadoras. Foram usadas matrizes metálicas circulares, que receberam a resina para posterior polimerização. Para cada tempo de ativação, para cada aparelho e para cada teste, foi fotoativada a resina composta de cinco corpos-de-prova. Foi avaliada, também, a temperatura no extremo distal do condutor de luz de cada aparelho, nos seus respectivos tempos predeterminados, colocando-se justaposto, à ponta do fotoativador, o sensor do dispositivo de aferição Sekundenthermometer/GTH 1160 – Phywe. Os resultados obtidos foram submetidos ao teste não-paramétrico Kolmogorov-Smirnov, à Análise de Variância (ANOVA) e ao teste de comparações múltiplas de Tukey. Os resultados da espectrofotometria apontaram diferença estatística significativa entre os grupos estudados. O grupo QTH alcançou as maiores médias e diferiu do grupo PAC (p=0,01). O ensaio de microdureza Knoop também apresentou resultados que apontaram a existência de diferença estatística significativa entre os grupos estudados, tendo o grupo QTH alcançado as maiores médias (p=0,01). A avaliação da temperatura igualmente apresentou diferença estatística significativa entre os grupos estudados (p=0,01), sendo que o grupo QTH atingiu as maiores médias. Com base na metodologia empregada e na análise dos dados obtidos no presente estudo, pode-se concluir que o grau de polimerização da resina composta e a temperatura no extremo distal do condutor de luz apresentaram diferença estatística significativa com o uso das unidades fotoativadoras Apollo® 95E (xênon) e Curing Light® XL 3000 (halógena) nos respectivos tempos predeterminados (p=0,01), ficando sempre, com as maiores médias, o aparelho convencional com luz halógena.