12° Congresso Brasileiro de Polímeros (12°CBPol) FILMES DE CARBONO AMORFO HIDROGENADO DEPOSITADOS EM POLIPROPILENO CLARIFICADO: UMA AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES DE BARREIRA AO VAPOR DE ÁGUA E DA ADESÃO Paulo H. L. Aguiar 1 *, Suel E. Vidotti 2 , Sandra A. Cruz 2 1 Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados - UFABC–SP (paulo.lopes@ufabc.edu.br) 2 Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas - CECS–UFABC –SP Resumo – O presente trabalho teve como objetivo analisar a influência do tipo de estrutura química e da espessura dos filmes de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) como camada de revestimento em polipropileno clarificado (PPc). Foram estudados dois tipos de a-C:H: Diamond Like Carbon (DLC) e Polymer Like Carbon (PLC), ambos obtidos por Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). As propriedades de barreira das amostras de PPc recobertas com filmes de a-C:H foram analisadas através do ensaio de permeação ao vapor de água e os resultados foram analisados em função do tipo de filme (DLC ou PLC) e da espessura do filme de a-C:H. As propriedades de adesão entre o filme de a-C:H e o substrato de polipropileno foram analisadas por meio do teste da fita adesiva e microscopia eletrônica de varredura. Palavras-chave: filmes de carbono amorfo hidrogenado, polipropileno clarificado, plasma, adesão, barreira. Introdução Uma das alternativas para se aumentar as propriedades de barreira a gases ou a contaminantes em materiais reciclados, está no uso de uma fina camada interna de polímero virgem ou de outros materiais que apresentem elevada propriedade de barreira. Os filmes finos de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) vêm demonstrando ser uma boa opção para o revestimento de embalagens de poli(etileno tereftalato) (PET) e de polipropileno (PP). Estudos anteriores demonstraram a capacidade destes filmes de atuarem como uma eficiente barreira a possíveis contaminantes presentes no polímero reciclado, sem alterar as propriedades organolépticas do alimento [1,2]. Os filmes de a-C:H tem sido amplamente utilizados como revestimento protetor de vários materiais em inúmeras aplicações [1-4]. Estes filmes podem ser obtidos pelo processo denominado Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). Dependendo das condições de deposição, os filmes de a-C:H podem apresentar características desde um polímero orgânico (Polymer Like Carbon - PLC) até as de um material com propriedades mais rígidas, similares às do diamante (Diamond Like Carbon - DLC) [2,3]. Na literatura [5,6] as propriedades de barreira de filmes tipo DLC são, com frequência, apresentadas como mais eficientes quando comparadas à do PLC. Porém, existe na literatura algumas divergências a este respeito e alguns estudos [2,5] indicam que os filmes de PLC apresentam um melhor desempenho nesta propriedade. Apesar das boas propriedades observadas nos filmes tipo a-C:H, microtrincas e microdefeitos podem aparecer como consequência da tensão superficial elevada desse filme sobre o substrato. Como resultado, têm-se a fraca adesão da camada de revestimento de a-C:H no polímero. Neste sentido, o aumento da adesão da fina camada de revestimento de a-C:H pode ser melhorada por meio de tratamentos prévios do substrato polimérico com processos a plasma [7-9]. Em uma superfície polimérica, dentre as principais modificações produzidas por tratamento a plasma estão o etching e a adição de novos grupos funcionais, tal como verificado por Cruz et al [4]e porAguiar, Oliveira e Cruz [9]. Porém, apesar desses estudos, não existem relatos na literatura que avaliem a relação entre o tipo de filme depositado (DLC ou PLC) e a redução da permeabilidade ao vapor de água. Neste contexto, este trabalho avaliou a influência da espessura e da adesão de filmes de a-C:H obtidos por PECVD em polipropileno clarificado, na redução da permeabilidade ao vapor de água. Para isto, foram estudados dois tipos de filmes de a-C:H: PLC e DLC depositados sobre PPc. Com o objetivo de observar a presença ou não de microtrincas e microdefeitos na camada de a-C:H e verificar a sua influência nas propriedades de barreira foram realizadas análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) antes do ensaio de permeação. A adesão do revestimento de a-C:H foi avaliada pelo teste da fita adesiva antes do ensaio de permeação e por fim, realizou-se o ensaio de permeação ao vapor de água das amostras de PPc recobertas com a-C:H. Parte Experimental Materiais e Métodos A resina utilizada para a preparação das amostras foi a Prisma 2400® (Braskem S.A.). Para o tratamento da superfície do filme foi utilizado o gás oxigênio de alta pureza (99,8%) e para a deposição do filme de a-C:H foram utilizados os gases acetileno (99,99%) e argônio (99,8%) de alta pureza, todos da White-Martins S.A. Pré-tratamento a plasma de oxigênio e deposição dos filmes de a-C:H No tratamento prévio e na deposição dos filmes foi utilizado um sistema PECVD da Vacutec Plasma Systems, do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Para o pré-tratamento a plasma utilizou-se um fluxo de oxigênio de