Delineação de padrões na superfície da poliamida por processo de plasma

Abstract

Neste trabalho foi investigada a possibilidade de se criar padrões regularmente distribuídos sobre a superfície da poliamida (PA), utilizando o processo de deposição de filmes em plasmas de baixa pressão. Para tal, um único procedimento foi empregado utilizando-se uma malha metálica comercial (60 μm) como máscara para delinear pilares na superfície da poliamida. Os plasmas de deposição foram gerados a partir de atmosferas contendo 70% de hexametildisiloxano (HMDSO) e 30% de oxigênio a uma pressão total de 23 Pa, já incluído o valor de 3 Pa referente à pressão de fundo. O plasma foi ativado pela aplicação do sinal de radiofrequência (13,56 MHz, 150 W) no suporte de amostras enquanto o eletrodo superior permaneceu aterrado. O tempo de deposição, t, foi alterado de 15 a 90 min. Na etapa inicial do trabalho o filme foi uniformemente depositado sobre o polímero sem a utilização de máscara. Uma segunda etapa de experimentos foi realizada, utilizando-se condições idênticas às anteriores, mas com o auxílio da trama metálica sobre as amostras para guiar a deposição do filme somente nos poros da máscara. Filmes organosilicones, compostos por estruturas granulares e com espessuras dependentes de t, foram uniformemente depositados sobre a PA quando a máscara não foi utilizada. A deposição do filme independentemente da condição de t, aumenta a rugosidade superficial e transforma a amostra inicialmente hidrofílica em hidrofóbica. Muito embora t afete de forma suave a composição química, estrutura molecular e a molhabilidade do filme, seu efeito na espessura da camada é substancial. Padrões na forma de pilares foram regularmente definidos na superfície da PA com a deposição do filme organosilicone e a utilização da máscara. A altura dos pilares cresce com t alcançando até 1 µm. Para os maiores valores de t empregados, as máscaras não atuaram efetivamente como sombra na região dos fios. Observou-se que a molhabilidade da superfície ficou estável com o tempo de envelhecimento e não foi afetada pelos padrões.

In this work it was investigated the possibility of creating patterns regularly distributed on the surface of the polyamide (PA), using the process of film deposition in low pressure plasmas. For such, a single procedure was employed using a commercial metallic mesh (60 μm) as a mask to delineate pillars on the polyamide surface. The depositing plasmas were generated from atmospheres containing 70% of hexamethyldisiloxane (HMDSO) and 30% of oxygen at a total pressure of 23 Pa, already included the amount of 3 Pa related to the background pressure. The plasma was activated applying a radiofrequency signal (13.56 MHz, 150 W) to the sample holder while grounding the topmost electrode. Deposition time, t, was changed from 15 to 90 min. In the initial stage of the work the film was evenly deposited on the polymer without the usage of mask. A second step of experiments was performed, using the same conditions as earlier, but with the aid of the metallic frame on the samples to guide the film deposition only in the pores of the mask. Organosilicones films consisting of granular structures and thickness dependent of t were evenly deposited on the PA when the mask was not used. The film deposition, independently of condition of t, increases the surface roughness and transforms the sample initially hydrophilic to hydrophobic. Although t affects smoothly the chemical composition, molecular structure and wettability of the film, its effect on the layer thickness is substantial. Patterns in the form of pillars were regularly defined on the surface of PA with the organosilicon film deposition and the usage of the mask. The height of the pillars grows with t reaching up to 1 micrometers. For higher values of t, the masks did not act effectively as shadow in the wire region. It was observed that the surface wettability was stable with the aging time and it was not affected by the patterns.