Orientador: Rogério Pinto Mota / Banca: Roberto Yzumi Honda / Banca: Elver Juan de Dios Mitma Pillaca / Resumo : Dois grupos de filmes finos foram feitos por polimerização em plasma, um a partir do HMDSN e outro a partir do C2H2 sob, respectivamente, uma pressão de 4Pa e de 10Pa e em um mesmo reator de aço inoxidável. A descarga foi excitada por rádio-frequencia (13,56MHz) durante 15 minutos para a polimerização a partir do C2H2 e 1 hora no caso do HMDSN. Posteriormente, esses filmes foram tratados por DBD produzida por uma fonte alternada (60 Hz) com pico de voltagem de 35kV. O tempo de tratamento para os filmes feitos a partir do acetileno foi de 1 a 5 minutos e de 2 a 10 minutos para os filmes a partir do HMDSN. Os filmes foram caracterizados quanto à estrutura molecular por meio de FTIR, a topografia por microscopia de força atômica e a molhabilidade por ângulo de contato. As medidas de ângulo de contato dos filmes feitos a partir do C2H2 após a exposição à DBD inicialmente apresentaram valores próximos de zero independente do tempo de tratamento. Posteriormente, esses valores aumentaram estabilizando em 30°, 45° e 54°, respectivamente, para 1, 3 e 5 minutos de tratamento. Esses valores são todos menores que o medido antes do tratamento, ou seja, 60°. Já no caso do HMDSN, o ângulo de contato médio, logo após o DBD, foi de 57°, 60° e 71°, respectivamente, para 5, 10 e 2 minutos de tratamento. Esses valores também aumentaram com o passar do tempo estabilizando próximo de 90° e abaixo dos 97° medidos antes do tratamento. Os espectros no infravermelho dos dois grupos de filmes indicaram alterações na estrutura molecular, contudo, sem a introdução de novos grupos funcionais. O filme feito a partir do C2H2 logo após a deposição apresentou uma rugosidade média igual a 64nm - menor que os 70nm do substrato. Com o aumento do tempo de tratamento, esse valor chegou a ser igual a 152nm. Já no caso do HMDSN, logo após a deposição ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Two thin film groups were made by plasma polymerization from HMDSN at 4 Pa and C2H2 at 10 Pa. Both groups were made in the same stainless steel reactor. The discharge was produced by radio-frequency (13.56 MHz) during 15 minutes for polymerization from C2H2 and 1 hour for HMDSN. Thereafter, the films were exposed to DBD produced by an AC power supply at a frequency of 60 Hz with 35 kV of peak voltage. The time for treatment of films made from acetylene is from 1 to 5 minutes and from 2 to 10 minutes for films made from HMDSN. The film characteristics were evaluated from some techniques. Thus, molecular structure was characterized by FTIR, topography by atomic force microscopy and wettability by contact angle. After DBD exposure, contact angle measurements obtained on the films made from the C2H2 initially presented values close to zero no matter what the time for treatment was used. Thereafter, these values increased to 30°, 45° and 54°, respectively, for 1, 3 and 5 minutes for treatment. All these values are smaller than the ones measured before treatment (60°). After DBD, the films from HMDSN showed 57°, 60° and 71°, respectively, for 5, 10 and 2 minutes for treatment. As time went by, these values also increased to 90°, which is lower than measurements made before treatment (97°). The FTIR spectrum from two film groups showed changes in molecular structure, however without introducing new functional groups. After deposition, the films made from acetylene presented an average surface roughness equal to 64 nm, which is lower than the substrate surface (70 nm). As time for treatment increase, this value became equal to 152 nm. On the other hand, the films from HMDSN after deposition presented an average roughness equal to 4 nm for 5 minutes for treatment. After treatment, these films showed an average roughness equal to 15 nm for 7,5 minutes for treatment / Mestre

Orientador: Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:21:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarciaPerez_Tsai_M.pdf: 2963014 bytes, checksum: 30b5a0713b9e84c3712f9092b1cb4fcd (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: o desenvolvimento de tecnologias limpas e eficientes que permitam substituir os métodos tradicionais de tratamento da superficie de materiais poliméricos e metálicos em busca de adesão entre eles é uma importante área de pesquisa na atualidade. As tecnologias de modificação superficial com uso de plasma e radiação ultravioleta apresentam-se como alternativas aos tratamentos convencionais em razão de sua pouca geração de resíduos, à fácil manipulação e à possibilidade de tratar superficies de diferentes geometrias. O presente trabalho estuda os processos de ativação de camadas de Hexametildisiloxano (HMDSO), com o uso de plasma de Argônio, Hidrogênio a baixa pressão e radiação ultravioleta (UV, UV/fotoiniciador e VUV), a fim de aumentar sua energia de superficie e melhorar, conseqüentemente, suas características adesivas. Para isso, realizou-se.~ a deposição de camadas de Hexametildisiloxano sobre placas de alumínio, por deposição química, em fase vapor assistida por plasma (PEVD), a que se seguiu o processo de ativação. Estudou-se ainda a influência dos parâmetros de deposição, processos a plasma de baixa pressão e radiação ultravioleta na funcionalização da superfície. Obteve-se, como resultado, um importante aumento na energia de superficie das camadas depositadas. Por exemplo: após usar plasma de Hidrogênio, o ângulo de contato obtido foi de 5,4°, que equivale a um aumento de energia superficial de 96,82 mN/m. O uso de radiação UVNUV e UV/fotoiniciador permitiu também mC?dificar a superficie do HMDSO; porém, quando comparado ao tratamento com plasma, o aumento obtido nos valores de energia de superficie foi significativamente menor. A natureZa química das modificações foi analisada por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Dentre os resultados mais importantes na análise por FTIR, observou-se que o plasma de Argônio contribui para a reticulação do filme e lidera a incorporação de funcionalidades de -OH, principalmente pelas reações que acontecem posteriormente com o ar. Quando analisadas as mudanças na morfologia da superficie por microscopia eletrônica de varredura (MEV), a análise evidenciou que, no plasma de Argônio, a radiação VUV possui um importante papel na modificação morfológica da camada de HMDSO depositada / Abstract: The development of clean and efficient technologies to replace traditional methods for solid metallic or polymeric surface treatment in processes related to adhesion is a very important area of research. Plasma treatment and ultraviolet radiation are an altemative to accomplish these objectives since they generate very little residues, can be easily manipulated and make possible the treatment of surfaces with different geometries. The activation of Hexamethyldisiloxane (HMDSO) layers with the use of low pressure Argon plasma, low pressure Hydrogen plasma and ultraviolet radiation (UV, UV/photo initiator and VUV) was carried out. The goal was to increase surface energy consequently, improving the adhesive characteristics of these surfaces. The deposition of Hexamethyldisiloxane layers on aluminium plates, in a first step, was achieved by chemical deposition in vapour phase assisted by plasma (PEVD). The activation process with plasma and ultraviolet radiation followed as a second treatment. The influence of operation parameters over the properties of functionalized surfaces treated with plasma and UV radiation were studied. An important increase on the surface energy of deposited layers was observed. For example, the contact angle measured with de-ionized water was reduced to 5,4° when using the Hydrogen plasma treatment. It was equivalent to an increase in surface energy of 96,82 mN/m. The use of UVNUV radiation and UV/photo-initiator also modify . the surface of HMDSO, however, the increase in the surface energy was smaller. than those observed with plasma treatment. The chemical nature of modified surfaces was analyzed by Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (FTIR). The Argon plasma contributes to the film reticulation, and leads the incorporation of - OH functionalities, resulting from reactions with air. Scanning Electron Microscopy (SEM) suggest that, inside of Argon plasma, the VUV radiation possess an important role in the morphologic modification of the HMDSO deposited layer / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Julio Roberto Bartoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T22:28:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giacon_VirginiaMansanares_M.pdf: 2837652 bytes, checksum: cc8b7a2c68b1b5f694c6e06c1feb5bfb (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Materiais poliméricos são alternativas aos materiais inorgânicos na fabricação de dispositivos ópticos como guias de ondas e fibras ópticas (POF) para transmissão de luz ou sinal. Isso porque, a estrutura molecular dos polímeros pode ser modelada com versatilidade, contribuindo para obter materiais com índices de refração (?) distintos, baixo custo e fácil processamento. Esses dispositivos são constituídos basicamente de um núcleo e uma camada externa, casca ou cladding. Os materiais para casca são usualmente à base de polímeros fluorados. Neste trabalho estudou-se a modificação de superfície de filmes de poli (metacrilato de metila), PMMA, utilizando-se a técnica de Polimerização por Plasma de gás fluorado. Filmes de PMMA com espessuras de 60 µm foram obtidos por spin coating a partir de uma solução de MIBK e Xileno (30% em massa de PMMA). Seguindo dois planejamentos fatoriais, em diferentes condições de pressão (0,5 a 2 torr) e potência (60 a 150 W), os filmes foram expostos ao plasma de CHF3. As superfícies desses filmes foram caracterizadas através de espectroscopia no infravermelho (FTIR/ATR), ângulo de contato de molhamento, microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia XPS e análise gravimétrica. A fluoração da superfície dos filmes de PMMA expostos ao plasma foi confirmada por análises de XPS (razão atômica F/C=1,12) e pelo aumento do ângulo de contato de 700(PMMA original) para 100°. O planejamento fatorial mostrou que a pressão é um fator significante (95% confiança) no seu nível mínimo (0,5 torr) para aumentar o ângulo de contato. Análises via FTIR-ATR mostraram alterações nas intensidades de absorção dos grupos C=O e C-O do PMMA, diminuindo significativamente a razão C=O/C-O após o plasma. Análises de AFM mostraram um tolerável aumento da rugosidade da superfície dos filmes após o tratamento. A espessura da camada fluorada, estimada por gravimetria, foi de aproximadamente 0,11 µm. Essa camada deve apresentar um índice de refração menor que o PMMA, inferido pelo alto teor de flúor na superfície dos filmes, determinado pelas análises XPS / Abstract: Polymeric materials are alternative to inorganic materials for production of optical devices as waveguides and optical fibers (POF) for light transmission. This because the molecular structure of polymers can be versatile modeled, giving materials with different refractive indices, low cost and easy processing. These devices are basically consisted by core with an external layer, cladding, of low refractive index (?) allowing light propagation into the core. The cladding materials are usually made of fluorinated polymers. In this work the surface modification of Poly (methylmethacrylate), PMMA, was studied using the plasma polymerization technique. Polymeric films of 60µm thickness were obtained by spin coating using a solution of MIBK and Xylene (30 wt% PMMA). The films were exposed to CHF3 plasma. The processing conditions followed two factorial experimental designs for gas pressure (0.5 - 2 torr) and plasma power (60 - 120 W). The surfaces of the films were characterized using infrared spectroscopy (FTIR/ A TR), contact angle of wetting, atomic force microscopy, XPS spectroscopy and gravimetry. The surface fluorination of PMMA films was confirmed by XPS analysis and also inferred due to the increase on contact angle from 70° (PMMA original) to 100°. The factorial analysis indicated that pressure is a significant factor to increase the contact angle at the lower level 0.5 torr (95% of confidence). FTIR/ATR analysis showed significant alteration on the absorbance intensity of the C=O/C-O groups after plasma. AFM topography analysis showed a tolerable increase on roughness of the surface of plasma exposed films. The thickness of the fluorinated layer was approximately 0.11 µm (estimated by gravimetry). This fluorinated layer should have lower refractive index than the PMMA, due to the high fluorine content on the film surface (F/C ratio), measured by XPS analysis / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Julio Roberto Bartoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T09:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Padilha_GiovanadaSilva_M.pdf: 1555922 bytes, checksum: 035b74427e55cfdd28217830ff384c88 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Dispositivos ópticos poliméricos têm sido promissores para aplicação em comunicações, principalmente na utilização em redes de curta distância devido ao fácil processamento e baixo custo quando comparado aos materiais ópticos fabricados com sílica. Na fabricação de um dispositivo óptico é imprescindível que o índice de refração do núcleo seja maior do que o da casca para que o sinal seja transmitido pelo dispositivo. Algumas técnicas de tratamento superficiais são muito comuns para obter diferentes índices de refração entre os materiais, entre elas a fluoração por plasma, seja por reações de deposição ou substituição, formando-se uma camada de polímero fluorado sobre um substrato polimérico com índice de refração modificado. Neste trabalho, estudou-se a modificação da superfície de filmes de poli (metacrilato de metila) (PMMA), usando a técnica de polimerização por plasma de gás fluorado. Filmes de PMMA com espessura de 1 O _m foram obtidos por Spin-Coating a partir de uma solução de clorofórmio (15,36% em massa de PMMA). Os filmes foram expostos ao plasma de CHF3 seguindo dois planejamentos fatoriais em diferentes níveis de pressão e tempo. A superfície dos filmes ópticos fluorados produzidos foi caracterizada através das técnicas: gravimetria, espectroscopia no infravermelho (FTIR-A TR), ângulo de contato de molhamento, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e perfilometria. A fluoração da superfície dos filmes de PMMA pode ser inferida pelo aumento do ângulo de contato em todas as condições experimentais e confirmadas através das análises de FTIR-A TR. As análises gravimétricas apresentaram aumento da camada fluorada sobre o filme de PMMA em toàas as condições de processo, estimando a maior espessura próxima a 1,55 _m em 0,7 torr e 40 minutos de plasma. A análise estatística mostrou que a pressão e o tempo foram variáveis significativas (95% de confiança) para o crescimento de camada polimérica fluorada. Análises de MEV apresentaram uma camada fluorada bem definida e presença do elemento flúor com a análise de EDS. A rugosidade dos filmes ópticos fluorados foi de 200 Á, bastante satisfatório para cladding com 1,55 _m de espessura / Abstract: Polymeric optical devices have been promising for application in communications, mainly for local networks due to easy processing and low cost compared to the optical materials made silica. In the production of an optical device it is indispensable the difference between the refraction index of the core and the cladding. The refractive index of the core should be larger than the one of the cladding so that the signal is transmitted by the device. Some techniques of surface treatment are very common to obtain different refractive index among the materials, among them plasma fluorination that either allow deposition reaction of a layer of fluorinated polymers the substrate with refractive index modified. In this work, it was studied the modification of the surface of poly (methyl methacrylate) (PMMA) films, with the technique of plasma polymerization. Films of PMMA with thickness of 1 O _m were obtained by Spin-Coating starting from a chloroform solution (15.36% wt% PMMA). The films were exposed to the plasma of CHF3 following two factorial experimental designs at different levels of pressure and time. The surface of the films was characterized through the techniques: gravimetry, infrared spectroscopy (FTIR-ATR), contact angle of wetting, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and scan profile. The surface fluorination of PMMA films can be inferred by the increase of the contact angle in all of the experimental conditions and confirmed with the analyses of FTIR-ATR. Gravimetry showed an increase of the layer of fluorinated polymer onto PMMA films, being 1.55 _m the largest thickness at 0.7 torr and 40 minutes of plasma. The factorial analysis showed that pressure and time were significant (95% of confidence) for the growth of the fluorinated polymeric layer. Analyses of SEM showed a layer of fluorinated polymer well defined and presence of the fluorine element by EDS analysis. The roughness of the films fluorinated polymers was around of 200 A, quite satisfactory for cladding of 1.55 micro m of thickness / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rogério Pinto Mota / Coorientador: Elson de Campos / Banca: Maurício Antonio Algatti / Banca: Roberto Yzumi Honda / Banca: Emerson Ferreira de Lucena / Banca: Nazir Monteiro dos Santos / Resumo: Plasmas de gases e / ou vapores orgânicos produzem filmes finos ou pós apresentando características poliméricas, especialmente quando os plasmas são derivados de monômeros das famílias dos hidrocarbonetos alcoóis, siloxanos, silazanos, e outro. Neste trabalho, os filmes finos foram obtidos a partir da mistura de ácido cítrico-etilenoglicol-metal complexador depositado a plasma, com 13,56 MHz de radiofrequência na potência de 10 a 50 W e pressão fixada a 10 Pa. Os resultados da análise de espectroscopia de infravermelho FTIR mostrou que os grupos vibracionais dos filmes estavam preservados, mas com modificações em suas estruturas moleculares. Foram observados nos resultados obtidos por espectroscopia fotoelétrica de raios-X modificações na composição química da ligação oxigênio-carbono e oxigênio-hidrogênio com variação da potência de 10 a 50 W. A taxa de deposição dos filmes finos diminuiu de 0,10 a 0,08 nm/minuto com o aumento da potência de 10 a 50 W. As propriedades óticas das amostras como o índice de refração, coeficiente de absorção, gap ótico foram investigados por espectroscopia UV- visível. Destas análises foram possíveis obter valores n de 1,54 a 1,50 e energia do gap entre 4,75 e 4,85 eV. A técnica de ângulos de contato e foi utilizada para investigar a molhabilidade das amostras, que apresentaram caráter hidrofílico em todas as condições de deposição dos filmes. A técnica de EDS foi usada para investigar as composições químicas das amostras. Além disso, os filmes ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Plasmas from gases and / or organic vapors produce thin films or powders presenting polymeric characteristics, especially when the plasmas are derived from monomers of the families of hydrocarbons, alcohols, siloxanes, silazanes, and others. In this work, thin films were obtained by citric acid / ethylene glycol / complex metal deposited by 13.56 MHz RF plasma at 10 and 50 W fixed pressure 10 Pa. FTIR spectroscopy showed that the main vibrational groups of the films were preserved, but with modifications in their molecular structures. It was observed by X -ray photoelectron spectroscopy chemical composition modifications in oxygen - carbon and oxygen - hydrogen bond while the deposition power changed from 10 to 50 W. The deposition rate of the samples decreased from 0.10 to 0.08 nm / minute while the RF power increases from 10 to 50 W. The samples optical properties as refractive index n, absorption coefficient, optical gap Eg were investigated by UV - Visible spectroscopy. From these analysis were possible to obtain values of n from 1.54 to 1.50 and Eg between 4.75 and 4.85 eV. Contact angle and surface energy measurements were used to investigate the wettability of composite Polymer films, for all depositions conditions the films presented hydrophilic character. EDS was used investigate components of the samples. Moreover, the film showed electrical conductivity values greater than 10-8 (Ωcm)-1 and dielectric constant between 2.2 and 2.7 / Doutor