Degradación superficial de películas de compositos PDMS-MWCNT por reacción UV con Br2(g).

CABRERA, N.; RUIZ, M.M.; LIZARRAGA, L.; FASCIO, M.; D´ACCORSO, N.; NEGRI, RICARDO MARTÍN

Santa Fé

Congreso; VII Encuentro Argentino de Física y Química de Superficies; 2016

La motivación del presente trabajo se basa en el interés por obtener películas poliméricas sobre substrato de vidrio, por ejemplo basadas en polidimetilsiloxano (PDMS) conteniendo nanomateriales inorgánicos, para modificar la adsorción de microorganismos sobre el substrato. La incorporación de materiales como nanotubos de carbono al PDMS, previa al curado térmico, modifica la rugosidad de las películas que se forman sobre vidrio luego del curado, alterando la formación de biofilms.En el presente estudio se dispersaron nanotubos de carbono (MWCNT) en PDMS no entrecruzado. A dicho medio se le incorporó un agente entrecruzante (cross-linker). Todo el sistema se disolvió en tolueno, manteniéndose en agitación hasta obtener un sistema de viscosidad apropiada para fabricar películas sobre vidrio mediante spin-coating. Las películas así formadas se curaron térmicamente, obteniéndose películas con cadenas de polímero entrecruzadas, conteniendo el material inorgánico.En algunos casos se incorporaron, junto con los MWCNT, ferritas de cobalto (CoFe2O4) las cuales son nanopartículas magnéticas (NPs) de 20 nm de tamaño, sintetizadas en nuestro laboratorio mediante co-precipitación ácido-base. Los compositos PDMS-MWCNT-NPs fueron curados en presencia de un campo magnético uniforme (0.1 T) perpendicular al sustrato, con el fin de inducir estructuración en la dirección del campo.Una vez preparadas, las películas fueron expuestas a vapores de bromo, Br2(g), durante 30 minutos y luego irradiadas empleando una lámpara de mercurio. Se utilizaron tiempos de exposición entre 1 y 4 horas.Las películas fueron estudiadas mediante profilometría, microscopía de fuerza atómica (AFM), microscopía de fuerza magnética (MFM), SEM y FTIR.Los espesores obtenidos fueron de entre 20 y 50 micrones, dependiendo de las condiciones al realizar spin-coating. Por SEM se pudo observar la presencia de los MWCNT. En los compositos que contienen NPs magnéticas y curadas en presencia de campos magnéticos, se observaron aglomerados de NPs rodeados por MWCNT. El análisis mediante SEM, AFM y MFM indica que prácticamente todos las NPs se aglomeran con los MWCNT, siendo muy baja la proporción de NPs que no están adsorbidas a los nanotubos. Resultados preliminares por AFM y MFM sugieren que estos sistemas presentan mayor rugosidad superficial que aquellos en donde no hay NPs.Al adsorber Br2 e irradiar con radiación UV se observó por FTIR la desaparición total de la banda a 910 cm-1, asociada a la vibración de los grupos vinilos terminales, =CH2, de las cadenas de PDMS. Esto sugiere que efectivamente se produjo el ataque de los radicales Br (generados al irradiar) sobre los doble enlaces terminales. Cabe destacar que si se impregna la superficie con bromo líquido y se la irradia, se observa a la vista la destrucción de la película. En el caso de utilizar Br2(g) también se observan cambios visuales en la rugosidad superficial de las películas luego de irradiar, aunque sin destrucción de las mismas. En conclusión, si bien la incorporación de nanomateriales genera cambios de rugosidad superficial, los mismos parecen aumentar al realizar la reacción con bromo. De esta forma, el método empleado (exposición a vapores de bromo seguido de ataque radicalario inducido por UV) parece altamente promisorio para inducir cambios más importantes en la rugosidad superficial.