O efeito de descargas de plasma frio de barreira dieletrica sobre materiais polimericos foi estudado avaliando a dinamica de crescimento das superficies, a restauracao hidrofobica e a funcionalizacao quimica. Filmes dos materiais polipropileno, poliestireno, polietileno de alta e baixa densidade, poliamida 6 e poli (eter eter) cetona foram expostos ao plasma frio, sob diferentes condicoes experimentais e analisados por tecnicas de microscopia, espectroscopia e molhabilidade via angulo de contato. O tratamento das imagens e sua relacao dinamica nos forneceram valores de expoente de rugosidade de ƒ¿~0,73}0,2 e de crescimento de ƒÀ~1,0}0,1 os quais foram relacionados ao respectivo modelo de crescimento de shadowing que trata da suavizacao de alturas e de reemissao do fluxo de especies reativas. Atraves da analise dos dados propoe-se que as etapas de relaxacao em que a amostra apresenta baixos valores de rugosidade, seja um reflexo da reticulacao sofrida pelos polimeros, conhecidamente promovida pelo plasma frio. Durante a restauracao hidrofobica, os perfis exponenciais das curvas de angulo de contato versus tempo demonstraram que todos os polimeros estudados, sem excecao, respondem com o aumento da molhabilidade apos a exposicao por plasma e retornam quase que completamente a seu valor de angulo de contato inicial apos algumas semanas (~700 h). Este comportamento pode ser relacionado ao decaimento do potencial induzido pela permeacao de corrente eletrica no material, a reorganizacao de fragmentos e a insercao de grupos hidrofilicos na superficie. A cinetica do restauro hidrofobico e particular de cada material, mas no geral e acelerado com o aumento da temperatura. Analises da composicao superficial pos-tratamento mostraram oxidacao extrema para o PS ƒ¢(O/C) de ate 800% com relacao a amostra sem tratamento, e menor teor de oxidacao para o par PEEK/PA. De uma forma geral, os polimeros PP/PE/PS foram mais sensiveis a modificacoes por plasma se comparados ao PEEK/PA, comportamento atribuido aos grupos quimicos constituintes das unidades monomericas, bem como de seus valores de densidade de empacotamento. A funcionalizacao quimica, promovida por plasma frio-DBD em vapor de bromoformio, resultou na halogenacao de ate 6,5%, para o polipropileno (PP). Alem disso, a formacao e a retencao do subproduto HBr tambem depende da estrutura do polimero, sendo maior em hidrocarbonetos contendo basicamente C sp3. A derivatizacao via NH3 em C-Br foi realizada com sucesso ao se identificar o grupo C-NH2 ancorado covalentemente a superficie da amostra, porem inconclusiva para a formacao do grupo eter.
Os resultados mostram que as possibilidades de utilizacao do plasma frio na modificacao de superficies polimericas, tanto para incremento da energia de superficie ou adesao, quanto para funcionalizacao especifica, faz desta tecnica candidata em potencial na substituicao de processos quimicos convencionais.
Palavras-chave: Plasma frio; polimeros; leis de escalas; restauracao hidrofobica; funcionalizacao.