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Materiais Avançados

Plasma cola polímeros sem usar adesivo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/01/2019

Plasma cola polímeros sem usar adesivo
A colagem sem cola permite aproveitar o melhor de cada um dos polímeros.
[Imagem: Osaka University]

Colagem sem cola

Um tratamento com plasma permitiu que polímeros, como a borracha vulcanizada, e a resina de silicone adiram um ao outro - e a outros materiais - sem nenhum adesivo.

A maioria dos polímeros não adere naturalmente a outros materiais, exigindo colas ou tratamentos químicos corrosivos para serem anexados a outros materiais.

Este é um problema em áreas como alimentos e medicamentos, onde a contaminação deve ser evitada a todo custo.

Ou seja, a colagem livre de adesivo permitirá que resinas e polímeros sejam usados nas indústrias de alimentos, medicamentos e em áreas promissoras, como a fabricação de biochips.

Colagem de polímeros sem adesivo

O tratamento com plasma quente de hélio criou grupos funcionais contendo oxigênio em polímeros de uso industrial, como o PTFE (politetrafluoretileno) e o PFA (perfluoroalcóxico alcano), enquanto o jato de plasma ao ar livre instalou grupos silanol no PDMS (polidimetilsiloxano) vulcanizado.

Sob pressão, o PDMS tratado aderiu fortemente aos polímeros - além de a placas de cobre e vidro - através de ligações covalentes e do hidrogênio do silanol.

Enquanto o principal avanço na adesão do PTFE tenha sido o tratamento com plasma assistido por calor, o truque com o PDMS é bombardear a superfície com um jato de plasma, forçando o plasma de nitrogênio/ar através de um pequeno bocal - o jato rompe as ligações de carbono-silício na superfície e as converte em silanol (Si-OH).

Sob alta pressão, formam-se ligações de hidrogênio entre o silanol e os grupos funcionais contendo oxigênio no PTFE tratado. Ligações covalentes fortes (C-O-Si, em que o carbono vem do PTFE e o silício vem do silicone) unem os dois polímeros mesmo sem adesivo.

Unir os dois materiais permite aproveitar os benefícios de ambos - a resistência química, a repelência à sujeira e a capacidade de deslizamento do PTFE, e a elasticidade do silicone.

"O PDMS é amplamente usado em medicina, por exemplo nos chips microfluídicos," explicou Katsuyoshi Endo, da Universidade de Osaka, no Japão. "Pode haver enormes benefícios em tornar o PTFE e o PDMS mais versáteis para as tecnologias médica e alimentar por meio da adesão livre de adesivos. Além disso, dispensando quaisquer produtos químicos voláteis, esperamos que nosso método amplie os horizontes dos polímeros em alta tecnologia."

Bibliografia:

Artigo: Adhesive-free adhesion between heat-assisted plasma-treated fluoropolymers (PTFE, PFA) and plasma-jet-treated polydimethylsiloxane (PDMS) and its application
Autores: Yuji Ohkubo, Katsuyoshi Endo, Kazuya Yamamura
Revista: Nature Scientific Reports
Vol.: 8, Article number: 18058
DOI: 10.1038/s41598-018-36469-y






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