ESTUDIO TEÓRICO-EXPERIMENTAL DEL DEWETTING DE FILMS DE POLIESTIRENO

FREIJE LUJAN; GARCIA NICOLAS; PEZZUTTI ALDO D; DANIEL A. VEGA

Bahía Blanca

Congreso; Simposio Argentino de Polímeros(SAP 2011); 2011

PLAPIQUI

La estabilidad térmica de films delgados de polímeros es de gran importancia tecnológica para diversas aplicaciones como recubrimientos, capas dieléctricas, adhesivos, lubricantes, nanofluídica y microelectrónica. Cuando estos films son calentados por encima de la temperatura de transición vítrea del polímero suelen inestabilizarse mediante un fenómeno denominado dewetting. En films inestables, este proceso comienza con la formación de inestabilidades capilares y agujeros. Estos últimos se expanden lateralmente resultando en la formación de una red poligonal de bordes líquidos que evolucionan en ensambles de gotas líquidas  En este trabajo, se estudió el dewetting de films delgados de poli-estireno (PS) con espesores en el rango entre los 40 y 90 nanómetros. La evolución temporal del proceso de dewetting se analizo a 130 ºC, es decir, aproximadamente 30 ºC por encima de la temperatura de transición vítrea del PS. Como sustrato se utilizó silicio monocristalino. Utilizando un microscopio óptico y un microscopio de fuerza atómica (AFM), se caracterizaron las distintas etapas de dicho fenómeno: ruptura del film con aparición de huecos, coalescencia de los agujeros y formación de un patrón de gotas sobre el sustrato. Estadísticamente, se analizó la distribución de formas de los huecos y de las gotas en función del tiempo, y la longitud de onda característica del sistema en función del espesor del film. Por último, utilizando los funcionales de Minkowski, se contrastaron los resultados experimentales con los resultados numéricos obtenidos a partir de simulaciones basadas en la teoría de lubricación .