Erreurs de classification des spécimens sur papier absorbant 79

Desde 1993 vários estudos sistemáticos dos efeitos de implantação iônica em várias espécies de polímeros fluorados foram publicados.

A referência [48] traz no bojo da discussão os possíveis mecanismos de reações químicas por onde ocorre a perda de flúor da superfície do perfluoroalcoxi-tetrafluoretileno (PFA), que poderiam ser estendida ao PTFE devido à similaridade das cadeias poliméricas.

A quebra da ligação C-F por excitação localizada que dá origem aos radicais I e II e alternativamente a cisão de uma ligação C-C da cadeia principal que resultaria no radical III, são exemplos de mecanismos que a referência apresenta e discute. Estes exemplos são mostrados na figura 2.9.1.

Razões das concentrações dos átomos [F]/[C], determinadas por XPS, diminuíram com a irradiação de PFA com feixes de Ar+ de energia cinética entre 0,5 a 3,0 keV [48]. O processo dominante para Ar+com tais energias é sputtering. Uma fluência de 6,24 x 1015Ar+ cm-2 s-1 incidente em PFA tem um rendimento de 100 a 200 grupos CF2 por íon. Para as

energias e fluências maiores (3 keV e 1,02 x 1013 íons cm-2s-1) alta defluoração é observada devida a perda de CF2, CF2CF2, CF2CF3e espécies de maior massa.

Figura 2.9.1 – Possíveis mecanismos na formação dos radicais I, II e III no processo de defluoração por ação de implantação iônica em PFA [48].

PTFE tratado por IIIP [49] com Ar+a uma pressão de 1,5 Pa com potência de rf de 70 W e alta-tensão pulsada de -25 kV a 125 Hz, teve seu ângulo de contato aumentado para 163ºcom tratamento de 4800 s.

Bombardeamento do PTFE [50] com Ar+com 8, 15 e 30 kV com fluência de 3,1 x 1020a 18,3 x 1020íons cm-2e densidade de corrente variando de 1,25 a 7,5 A m-2, apresentou super hidrofobicidade com ângulo de contato de 170º. Resultados de microscopia de força atômica AFM revelam um aumento da rugosidade em relação ao material sem tratamento e a análise por microscopia eletrônica de varredura revela drástica modificação na morfologia da superfície. A super hidrofobicidade apresentada é explicada pela diminuição da superfície de contato entra a gota de água e a superfície devido o aumento da rugosidade.

A implantação de N+ a 160 keV com doses entre 1 x 1014 e 1 x 1017 íons cm-2, como pré-tratamento da superfície de PTFE[51], demonstrou melhoria na adesão de cobertura posterior de filme de ouro por um processo de sputtering, em fluências abaixo de 2 x 1014íons cm-2. Esta melhoria ocorre, conforme relatado, em conexão com a formação de ligações pendentes no polímero (adesão química). Enquanto que em dose média a alta, a adesão melhorada pode estar relacionada com maior ancoragem do filme em função da topografia da superfície (adesão mecânica) do substrato. Num outro estudo [52]com as mesmas condições de implantação mostrou que o tratamento leva ao aumento da cristalinidade do PTFE.

Implantações de N+ com tensão de 30 kV e fluências de 1 x 1017 a 3 x 1017 íons

cm-2 [53], mostraram entre outras modificações superficiais, que a resistência elétrica caiu de 2

x 1017ŸSDUD[12Ÿ cerca de 5 ordens de grandeza.

Num estudo de 2003 [54], substratos de PTFE foram irradiados com íons de Ti com 80 keV em doses de 5 x 1015 a 5 x 1017 íons cm-2. O estudo demonstrou que os danos nas ligações químicas da superfície aumentaram com o aumento da fluência. A molhabilidade e a rugosidade também aumentaram com a fluência. As amostras analisadas após um ano de envelhecimento mostraram que não houve muitas alterações na molhabilidade. No entanto, houve diminuição da rugosidade com o tempo, como mostrado por microscopia eletrônica de varredura.

Implantações de íons de cobre e carbono em PTFE pelo processo IIIP [55] mostraram mudança na estrutura do polímero. O carbono foi implantado com voltagens de até N9D+=HFLFORGHȝVSRUFHUFDGHV$LPSODQWDção do cobre ocorreu a uma tensão de 5 kV, freqüência de até 200 Hz e ciclo de 10 ȝVFRPRPHVPRWHPSRGHH[SRVLção. A resistência ao desgaste de ambos foi aumentada, por exemplo, a amostra implantada com carbono, a trilha deixada na amostra, por um pino cilíndrico com ponta esférica com diâmetro de 6 mm de PTFE comercial, reduziu para 1,25 mm contra 2 mm na amostra original. Com a amostra implantada com cobre a trilha deixada foi semelhante, mas o desgaste do pino foi maior em função da dureza da superfície aumentada.

Num estudo IIIP [56] com Co, Ni e Cu foram implantados usando a técnica MEVVA (do inglês: metal vacuum vapor arc) que significa vapor metálico produzido por

arco em vácuo. A composição química da superfície foi modificada e análises por RBS e XPS

mostraram que houve formação de carbetos e fluoretos metálicos na superfície, diminuindo o ângulo de contato dos três tratamentos em função da redução da componente polar da energia de superfície da amostra.

A implantação de íons de Al em PTFE [57]com 20 keV e fluências entre 1 x 1015a 1 x 1016íons cm-2, apresenta dureza de 5 a 6 vezes maior que a amostra original. Resultados de XPS, XRD (do inglês, X-ray diffraction) e AFM mostram que Al2O3 e AlF3 encontra-se

entremeadas na fase PTFE. Os resultados experimentais revelam que as propriedades tribológicas do EMP (do inglês, elastic metalic-plastic pads) são significativamente aumentadas por este processo.

Algumas literaturas têm relatado melhorias das propriedades do PTFE com implantação iônica, quando este material é aplicado no campo biológico. PTFE tratado por implantação iônica no que diz respeito à atividade dos osteoblastos MC3T3-E1 cultivadas

sobre as superfícies tratadas tem sido promovida em termos de quantidade e morfologia [58]. Amostras de PTFE tratadas por oxigênio pelo processo IIIP relata que houve aumento da adesão dos osteoblastos e promoveu a proliferação dos mesmos[59]. O tratamento por IIIP[60] de PTFE com argônio e oxigênio com pulsos longos (200 ȝV H DOWD IUHTüência (500 Hz) aumenta a adesão de células vivas e bactérias. Um estudo de PTFE irradiado com íons negativos de carbono [61]com energias de 5-10 keV e fluência de 3 x 1014íons cm-2e 3 x 1015 íons cm-2, promove o controle da adesão de células tronco sobre a superfície tratada. Adesão de colágeno em superfície de PTFE tratada por IIIP foi relatada, em função disso o estudo vem sugerindo vantagens para engenharia de tecidos e desenho de prótese[62].