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I. Introducción La tecnología de plasma es en la actualidad una herramienta ampliamente utilizada para modificar diferentes materiales con el objetivo de ampliar y/o mejorar sus aplicaciones. Dentro de esta tecnología, el plasma frío, denominado así porque la descarga eléctrica se produce a temperatura ambiente, es de gran interés debido a que se puede utilizar en todo tipo de materiales. Las modificaciones que se persiguen con esta técnica van desde cambios en la hidrofilia superficial, fuerza de adhesión, rugosidad superficial hasta la biocompatibilidad [1-2,4]. De acuerdo con los requerimientos buscados se determinan las condiciones de operación del reactor de plasma y se seleccionan los gases y/o líquidos, orgánicos o inorgánicos, a utilizar. Así, el objetivo de este trabajo es estudiar cómo afectan diferentes tiempos de exposición a un plasma de Argón previo a una polimerización por plasma de acido acrílico (AA), realizada en la superficie de membranas de ultrafiltración de polietersulfona. La finalidad del tratamiento con Ar es de limpieza y activación de la superficie. II. Metodología experimental II.1 Preparación de membranas y modificación por plasma Las membranas utilizadas para la modificación por plasma fueron sintetizadas por la técnica de inversión de fase inducida por no solvente, descripta por Mulder, 1992 [3]. El polímero empleado para la síntesis fue polietersulfona (PES) comercial de peso molecular 51000 g/mol (Ultrason E6020), al 20%p/p, el que se disolvió en dimetilacetamida con agitación. A la solución polimérica se agregó un aditivo, polietilenglicol, de peso molecular (PM) 10000 adquirido de Merck a una concentración del 12 %p/p. Una vez que se obtuvo una solución homogénea se la esparció sobre un soporte de polipropileno y polietileno comercial, VILEDON Nonwoven (novatexx 2430 ND), donado por Freudenberg Vliesstoffe KG, Alemania. El espesor del film extendido fue de aproximadamente 200m, dejándose evaporar el solvente durante 30 segundos, después de los cuales se sumergió en un baño de agua destilada. Durante este procedimiento se controló la temperatura del baño (25ºC) y la temperatura y humedad ambiente (25ºC y 50% respectivamente). Para la deposición por plasma se utilizó un reactor marca Harrick Plasma de tipo inductivo y de radiofrecuencia (8-12 MHz). Para la entrada de los gases se empleó un mezclador de flujo de gases, PlasmaFlo, provisto como un accesorio del reactor. El reactor se encuentra conectado a un sistema de vacío formado por dos bombas, una mecánica y otra difusora, conectadas en serie. Este sistema de vacío permite alcanzar una presión final de 75 mTorr. Las membranas se ubicaron dentro del reactor de forma paralela a la entrada del gas. El tratamiento superficial consistió en una primera modificación con plasma de Ar a diferentes tiempos de exposición (2, 5, 10 y 15 min) y posteriormente se realizó una polimerización por plasma de AA a una presión de 250 mTorr por un tiempo de 30 minutos. Se obtuvieron de esta forma 4 membranas modificadas, Pes-M2, Pes-M5, Pes-M10 y Pes-M15, donde el número final de esta nomenclatura indica el tiempo de modificación con el plasma de Ar. II.2 Caracterización Las caracterizaciones realizadas a las membranas sin modificar y modificadas fueron microscopía electrónica de barrido (SEM, Scanning Electron Microscopy), medidas de ángulo de contacto (AC) y se obtuvieron los espectros de infrarrojo empleando la técnica de ATR (Attenuated Total Reflection). El objetivo de aplicar estas técnicas fue determinar los efectos de la modificación en la morfología, hidrofilia y química superficial de las membranas tratadas. La caracterización funcional se realizó midiendo la permeabilidad hidráulica (Lh) de las membranas antes y después de la modificación y el porcentaje de reducción del flujo relativo (RFR), después de la filtración con una solución conteniendo un modelo viral, lo que indica el ensuciamiento de la membrana. III. Resultados Las imágenes de SEM, Figura 1, muestran que el aumento del tiempo de tratamiento con el plasma de Ar produce capas de AA depositada de mayor espesor. Esto es posible ya que a mayor tiempo de exposición al plasma de Ar, mayor es la activación superficial lo que facilitaría la polimerización por plasma de AA en la superficie. Figura 1: Imágenes de SEM de cortes transversales de membranas depositas con AA pretratadas con plasma de Ar por a) 2, b) 10 y c) 15minutos. (las flechas indican las capas depositadas) Membrana CA [º] gs [mJ/m2] Lh [nm/s.Pa] RFR [%] Pes-SM 54.3±0.3 51.3±0.2 0.2 13 Pes-M2 21,8±0.6 68.1±0.2 0.4 5.6 Pes-M5 15.9±0.3 70.2±0.1 0.3 1 Pes-M10 16 ±0.3 70.1±0.1 0.6 0.5 Pes-M15 23.4±1.1 67.4±0.5 0.3 1 Tabla 1: Medidas de ángulo de contacto (CA), energía superficial (s), permeabilidad (Lh) y reducción de flujo relativo (RFR). En la figura 2 se presentan los espectros de ATR, y se observan los picos característicos de la PES (a) y del AA puro por separado. Los espectros de las membranas polimerizadas por plasma de AA (b y c), presentan los picos fuertes del AA en la zona correspondiente a los grupos hidroxilos (3600 y 300 cm-1), y carbonilos (1720 cm-1), además de que los mismos aumentan en intensidad con el tiempo de exposición al plasma de Ar. Esto indica la formación de un nuevo film en la superficie de las membranas de PES. En cuanto a los valores de AC estos son notablemente menores con la modificación por plasma de Ar y AA (Tabla 1), pero no se observa una relación con el tiempo de tratamiento con el plasma de Ar. La permeabilidad muestra un deseable aumento, mientras que el porcentaje de rechazo se ve mejorado. Lo que nos indicaría que la membrana sufre un menor ensuciamiento después de utilizada en la filtración de una solución conteniendo un modelo viral. IV. Conclusiones El estudio de los diferentes parámetros intervinientes en la modificación por plasma son de interés debido a que influyen en el film final formado en la superficie, en este caso en particular el tratamiento previo con plasma de Ar, con su función de activación superficial. V. Referencias [1] S. Alvarez, A. García, S. Manolache, F. Denes, F.A. Riera, R. Álvarez Plasma-enhanced modification of the pore size of ceramic membranes, Desalination; 184(2005) (1-3):99 [2] F.S. Denes, S. Manolache Macromolecular plasma-chemistry: an emerging field of polymer science, Progr. Polym. Sci.; 29(2004) (8):815 [3] M. Marcel 1991 Basic Principles of Membrane Technology. Kluwer Academic Publishers The Netherlands, [4] L.-S. Shi, L.-Y. Wang, Y.-N. Wang The investigation of argon plasma surface modification to polyethylene: Quantitative ATR-FTIR spectroscopic analysis, European Polym. J.; 42(2006) (7):1625

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