Explorando a radiação eletromagnética na modificação superficial de polímeros : da degradação à litografia e EUV

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Belmonte, Guilherme Kretzmann
• Orientador(a): Weibel, Daniel Eduardo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Radiação eletromagnética; Polímeros; Impressão tridimensional; Polipropileno; Degradação
• Palavras-chave em Inglês: Electromagnetic radiation; UV; VUV; EUV; Photofragmentation; Surface modification; Polymer; 3D Printing; Poly(butylene adipate co-terephthalate); Polypropylene; PAS; MAPDST-MAPDSA; MAPDST-co-AD
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/214504

Os polímeros são empregados nos mais diversos setores, desde bens de consumo, sejam eles duráveis ou não, até aplicações de maior exigência tecnológica, como no processamento de semicondutores. Os polímeros estão intrinsecamente relacionados ao aumento significativo do conforto e da qualidade de vida das últimas décadas. Além disso, as suas notáveis características mecânicas, térmicas e fácil processabilidade, além do baixo custo, ofertam aos polímeros uma ampla variedade de aplicações. Contudo, as características superficiais inadequadas dos polímeros, por vezes, acabam por inviabilizar as suas potencialidades. Nesse sentido, o presente trabalho visa a explorar a radiação eletromagnética na modificação superficial de polímeros desde aplicações que envolvam processos de degradação, até aplicações de cunho tecnológico como na indústria microeletrônica. Desta maneira, o conhecimento das estruturas poliméricas permitiu a escolha apropriada da radiação de trabalho. Estruturas fabricadas por impressão 3D, do poliéster biodegradável PBAT, foram modificadas com radiação UV, devido à presença de grupos cromóforos. O tratamento UV da superfície proporcionou aumento da molhabilidade anisotrópica ao material. Além disso, também foi avaliado o efeito dessa modificação em outros substratos de PBAT, casting e fibras, na degradação em água do mar artificial e água deionizada. Os resultados indicaram que o tratamento UV proporcionou maior degradação dos substratos de PBAT, em especial das fibras, bem como maior degradação em um ambiente salino. A radiação VUV foi escolhida para a modificação superficial do PP, uma vez que o PP não apresenta em sua formulação química cromóforos UV. Dessa maneira, características hidrofílicas permanentes foram estabelecidas e preservadas mesmo após oito meses da irradiação VUV. A fotofragmentação de polímeros com potencial utilização como fotorresistente na litografia EUV (PAS, MAPDST-MAPDSA e MAPDST-co-ADSM) foram irradiados à 103,5 eV. Os filmes apresentaram distintos processos de fotodegradação frente à radiação EUV. Além disso, a incorporação de metais pesados no fotorresistente se mostrou como uma excelente fonte de absorção da radiação EUV. Por fim, o presente estudo mostra o potencial da radiação eletromagnética na modificação superficial de polímeros para diferentes aplicações.