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    Dê a ele o tratamento de plasma:Forte adesão sem adesivos

    Fotografia de conjuntos de três camadas de (a) PTFE / PDMS / Cu, (b) PTFE / PDMS / SUS430, e (c) PTFE / PDMS / vidro. Quando a folha de PTFE ou PDMS foi sacudida e sacudida, nenhum peeling ocorreu nas interfaces de PTFE / PDMS, PDMS / Cu, PDMS / SUS430, e PDMS / vidro. Isso mostra que o PDMS tratado com PJ pode ser usado como uma alternativa aos adesivos fortes para aderir fluoropolímeros a outros tipos de materiais. Crédito:Universidade de Osaka

    Polímeros contendo plásticos são essenciais na vida moderna. Sendo leve, forte e não reativo, uma vasta gama de tecnologias depende deles. Contudo, a maioria dos polímeros não adere naturalmente a outros materiais, portanto, eles precisam de adesivos ou tratamentos químicos corrosivos para permitir a fixação. Este é um problema em áreas como alimentos e medicamentos, onde a contaminação deve ser evitada a todo custo.

    Uma maneira limpa de fazer adesivos de polímeros industriais é urgentemente necessária. Agora, uma equipe da Universidade de Osaka conseguiu exatamente isso. Eles desenvolveram um conjunto de tratamentos de plasma para permitir que a borracha vulcanizada e o plástico PTFE (politetrafluoroetileno) adiram um ao outro ou a outros materiais. O método ativa a química da superfície dos polímeros, conforme descrito em um estudo em Relatórios Científicos .

    "Se você pulverizar PTFE com um plasma de hélio a 200 graus, pode aderir à borracha não vulcanizada - esta é uma técnica que desenvolvemos anteriormente em nosso laboratório, "diz o autor principal do estudo, Yuji Ohkubo." Mas a borracha vulcanizada apresenta um desafio maior. Em nosso último estudo, personalizamos um novo tratamento de plasma para borracha de silicone vulcanizada, fazendo com que adira fortemente ao PTFE pela primeira vez. "

    O silicone em questão era PDMS (polidimetilsiloxano), uma resina bem conhecida. Embora o principal avanço na adesão de PTFE tenha sido o tratamento de plasma assistido por calor, o truque do PDMS é bombardear a superfície com um jato de plasma, forçando nitrogênio / plasma de ar através de um pequeno orifício. O jato quebra as ligações silício-carbono na superfície e as converte em silanol (Si-OH).

    Procedimento de preparação para um conjunto de duas camadas, como PTFE / PDMS (etapas 1-3) e um conjunto de três camadas, como PTFE / PDMS / Cu (etapas 1-6). PFA / PDMS, PFA / PDMS / vidro, PTFE / PDMS / vidro, e conjuntos de PTFE / PDMS / SUS430 foram preparados da mesma maneira. Crédito:Universidade de Osaka

    Sendo mais reativo do que a superfície de silicone original, esses grupos silanol podem se ligar ao PTFE. Sob alta pressão, as ligações de hidrogênio se formam entre o silanol e os grupos funcionais contendo oxigênio no PTFE tratado. Fortes ligações covalentes (C-O-Si, onde C vem de PTFE e Si de silicone) costure ainda mais os dois polímeros juntos, mesmo sem adesivo.

    A união dos dois materiais permite que cada um desfrute dos benefícios do outro - a resistência química, repelente de sujeira e capacidade de deslizamento de PTFE, e a elasticidade do silicone. O PTFE opaco também pode ser substituído por PFA (perfluoroalcoxi alcano) se a transparência for necessária. E isso não é tudo - quando o lado reverso do PDMS também é injetado com plasma, ele pode se ligar ao cobre e até mesmo ao vidro. Como uma fita dupla-face extremamente forte, este sanduíche de três camadas permite que os fluoropolímeros adiram de forma limpa a outros materiais úteis.

    "O PDMS é amplamente utilizado na medicina, por exemplo, em chips microfluídicos, "explica o co-autor Katsuyoshi Endo." Pode haver enormes benefícios em tornar tanto o PTFE quanto o PDMS mais versáteis para tecnologias médicas e alimentícias por meio da adesão sem adesivo. Combinado com a falta de necessidade de produtos químicos voláteis, esperamos que nosso método amplie os horizontes para polímeros em alta tecnologia. "


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