É apresentado neste trabalho um novo método de carga de filmes dielétricos com descarga corona, no qual a corrente de carga da amostra é mantida constante durante a deposição dos íons, enquanto o potencial de superfície é medido pela técnica do capacitor vibrante. O método foi aplicado no estudo de transporte e armazenamento de portadores em polímeros, principalmente no Teflon FEP e PVDF. No Teflon FEP carregado com corona positiva e negativa, a superfície do material exerce um papel predominante. O transporte de elétrons é dominado pelos traps de volume. Para a corona positiva a injeção é controlada pelo trapping e detrapping das armadilhas superficiais. No PVDF os resultados obtidos são razoavelmente independentes da polaridade da descarga corona. Para baixos campos elétricos o potencial de superfície parece ser determinado pela condutividade do material, perturbado pela existência de uma polarização de volume. / A new method of charging dielectric films with corona current is presented here, the sample charging current being keept constant during the deposition, while the surface potential is measured by vibrating capacitor technique. The method was applied to study the carrier transport and storage in polymers, mainly in Teflon FEP and PVDF. For positive and negative corona in Teflon FEP, the surface plays an important role. The electron transport is dominated by bulk traps. For positive corona injection into the volume is controlled by surface trapping and detrapping. For PVDF the results are almost independent of the current polarity. For low electrical fields, the results indicate that the surface potential is determined by the material conductivity, perturbed by the build up of a bulk polarization.

É apresentado neste trabalho um novo método de carga de filmes dielétricos com descarga corona, no qual a corrente de carga da amostra é mantida constante durante a deposição dos íons, enquanto o potencial de superfície é medido pela técnica do capacitor vibrante. O método foi aplicado no estudo de transporte e armazenamento de portadores em polímeros, principalmente no Teflon FEP e PVDF. No Teflon FEP carregado com corona positiva e negativa, a superfície do material exerce um papel predominante. O transporte de elétrons é dominado pelos traps de volume. Para a corona positiva a injeção é controlada pelo trapping e detrapping das armadilhas superficiais. No PVDF os resultados obtidos são razoavelmente independentes da polaridade da descarga corona. Para baixos campos elétricos o potencial de superfície parece ser determinado pela condutividade do material, perturbado pela existência de uma polarização de volume. / A new method of charging dielectric films with corona current is presented here, the sample charging current being keept constant during the deposition, while the surface potential is measured by vibrating capacitor technique. The method was applied to study the carrier transport and storage in polymers, mainly in Teflon FEP and PVDF. For positive and negative corona in Teflon FEP, the surface plays an important role. The electron transport is dominated by bulk traps. For positive corona injection into the volume is controlled by surface trapping and detrapping. For PVDF the results are almost independent of the current polarity. For low electrical fields, the results indicate that the surface potential is determined by the material conductivity, perturbed by the build up of a bulk polarization.

Orientador: Fernando Galembeck / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T12:45:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LeandraPereirados_D.pdf: 6636066 bytes, checksum: 1088753dac4139ce09351108770ac021 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta tese, investigou-se a eletrização e os mecanismos de acúmulo de carga em gotas de água e filmes de polietileno, bem como, avaliou-se o efeito das cargas elétricas em algumas propriedades desses materiais. A eletrização de água foi realizada de duas formas: pelo contato com uma superfície metálica polarizada ou expondo as gotas de água a um potencial eletrostático criado através do ar por um eletrodo sem contato. Em ambos os casos, observou-se que a água adquire excesso de cargas e que o valor detectado excede o limite de Rayleigh em algumas dezenas. Verificou-se que a presença de cargas em gotas de água leva à diminuição de sua tensão superficial e ao aumento espontâneo de sua área, por outro lado, não foi observada mudança na sua densidade. O reconhecimento desses fatos deve contribuir para uma maior compreensão de vários fenômenos eletrostáticos que ocorrem na presença de água em estado líquido ou adsorvida. A superfície superior e inferior de filmes de polietileno expostos à descarga corona adquire potencias elevados e opostos formando um filme dipolar. No entanto, a molhabilidade, a composição química e a rugosidade das duas superfícies são bastante diferentes. Enquanto a superfície superior é modificada pelo tratamento corona, a superfície inferior, apesar de se tornar eletrizada, permanece inalterada após o tratamento. Estes resultados mostram que a eletrização da superfície voltada para o eletrodo corona ocorre por um processo diferente da superfície oposta. A eletrização da superfície inferior durante o processo corona abre possibilidades para aplicações onde seja desejável ter um filme eletrizado, porém sem modificar as características originais da superfície / Abstract: In this thesis, we investigated charging process and the mechanism of charge build-up in water droplets and polyethylene films as well. We evaluated the effect of electrical charges on some properties of these materials. Charging of water drops was done using two different methods by: contacting an electrified metal or exposing water to the electrostatic potential created through air by a noncontacting biased electrode. In both cases, water drops acquire net electric charge and its value exceeds the Rayleigh limit in a few tens. It was verified that the presence of charges in water droplets leads to reduced surface tension and increased spontaneous its area, but there was no change in density. Recognition of these facts should contribute to further understanding of various electrostatic phenomena taking place in the presence of liquid or adsorbed water. Top and bottom surfaces of polyethylene (PE) films exposed to corona discharge display large and opposite electrostatic potentials, forming an electric bilayer. However, water wetting, chemical composition and roughness of the two surfaces are quite different. While the top surface is modified by corona treatment, the bottom surface is charged but remains unchanged after treatment. These results show that poling the surface closer to the corona electrode triggers another but different charge build-up process at the opposite surface. Charging of the bottom surface during corona opens possibilities for applications where it is desirable to have a polymer film charged, but without modifying the original characteristics of the surface / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências