Com o objetivo de observar as mudanças na morfologia das amostras, as mesmas foram analisadas pelo MEV. Para tanto, enfatizaram-se as amostras que sofreram a avaliação do XPS, pois se queria observar as mudanças físicas e químicas promovidas pelo tratamento a plasma. Com esses resultados pode-se explicar se houve o aumento da molhabilidade simplesmente causados pela mudança física (morfológicas), químicas ou ambas.
A seguir encontram-se as micrografias da amostra não tratada, figura 35(a) e (b), da amostra tratada durante 30 minutos em plasma de oxigênio lado direito da amostra e metano do lado avesso da amostra, na proporção de 2
4 60 40 O CH M conforme
figuras 35(c) lado direito e 35(d) lado avesso.
FIGURA 35 - Microscopia eletrônica de varredura: (a) amostra não tratada lado direito, (b) amostra não tratada lado avesso, (c) tratada com 2
4 60 40 O CH
M , 100W e 30min lado direito, (d) tratada com 2 4 60 40 O CH
M ,100W e 30min lado avesso.
a) b)
Ao analisar as micrografias da amostra não tratada e das amostras tratadas, observa-se visivelmente, uma mudança física superficial no material tratado com a mistura 2 4 60 40 O CH
M , a uma potência de 100W e um tempo de 30 minutos. Essa mudança
fica claramente evidenciada pelos orifícios formados durante o tratamento a plasma de oxigênio(Wardman e Abdrabo, 2008) e pelo filme sobre a fibra formado pelo metano(Chaivan et al., 2005), proporcionando um comportamento hidrofílico do lado direito do tecido e hidrofóbico do lado avesso do tecido, haja vista que, a fibra não tratada apresenta uma superfície lisa.
4.1.3 Espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS)
A amostra tratada com 2 4 60 40 O CH
M , 100W e 30min foi analisada pela
espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), com o objetivo de estudar as mudanças químicas superficiais após o tratamento a plasma. Na tabela 11, encontram-se os valores das concentrações atômicas de carbono e oxigênio do espectro das amostras não tratada e tratadas, foi escolhida essa condição levando- se em consideração que foi a que apresentou o resultado diferenciado diante de todas como já explicado anteriormente.
Através da caracterização por XPS, pode-se observar uma relação entre a estrutura química superficial e molhabilidade superficial das amostras de PLA tratadas pelo plasma.
TABELA 11 - Concentração dos elementos químicos encontrados nas amostras tratadas e não tratada pela análise de XPS.
Amostra sem tratamento 2 4 60 40 O CH M 100W 30min
Lado direito da amostra
C% 85,67 61,82
O% 13,66 37,15
O/C 0,16 0,60
Lado avesso da amostra
C% 85,67 67,32
O% 13,66 32,38
Fica evidenciado pela tabela 11 que todos os tratamentos a plasma levaram a um aumento na concentração de oxigênio e um decréscimo na concentração de carbono no lado direito da amostra o qual foi tratado com oxigênio. Com esse resultado, obtido pelo XPS, pode-se afirmar que houve a introdução de grupos polares, causados pelo aumento na quantidade de oxigênio. No entanto, o lado avesso da amostra tratada com metano teve uma concentração de carbono maior e uma concentração de oxigênio menor, podendo afirmar que uma menor quantidade de grupos funcionais introduzidos na superfície da amostra tratada a plasma de metano quando comparado com o tratamento com oxigênio.
A variação de O/C, (Oxigênio/Carbono) com a condição de tratamento é mostrado na figura 36, à razão variou de 0,16 a 0,60 para o lado direito da amostra não tratada e com o lado direito da amostra tratada, respectivamente, indicando um alto nível de grupos funcionais baseados em oxigênio na superfície. Já para o lado avesso da amostra a razão variou de 0,16 a 0,48 para o lado avesso da amostra não tratada e para o lado avesso da amostra tratada, respectivamente, indicando que o aumento do nível dos grupos funcionais foi em menor intensidade, quando comparado com o lado direito da amostra.
FIGURA 36 - Gráfico ilustrando a razão da concentração de oxigênio/carbono nas superfícies das amostras não tratadas e tratadas por plasma.
Na figura 37, estão apresentados os espectros de carbono para as amostras não tratadas (figura 37(a)), amostra tratada com 2
4 60 40 O CH
M lado direito (figura 37(b)),
amostra tratada com 2 4 60 40 O CH
convolução de cada pico para estudar as mudanças relevantes de cada elemento detectado pela análise de XPS.
FIGURA 37 - De-convolução do pico de carbono C1s para: (a) amostra não tratada, (b) amostra tratada com 2 4 60 40 O CH
M lado direito, (c) amostra tratada com 2 4 60 40 O CH M lado avesso.
Após a de-convolução do pico C1s, nota-se o aparecimento de 3 componentes com energias de ligação de 284,7, 286,4 e 288,7 eV, para a amostra não tratada. O pico 284,7 eV corresponde à ligação C-C/C-H, o pico 286,4 eV representa a ligação C-O e finalmente o pico 288,7 eV aparece devido à presença do grupo O=C-O na cadeia.
Ao analisar as amostras tratadas, observa-se que não houve a criação de novos picos, mas existiram mudanças nas intensidades destes. Na tabela 12, encontram-se os valores referentes à concentração de carbono para cada pico, mostrando as diferenças acima citadas.
TABELA 12 - Valores referente concentração dos grupos funcionais %.
Lado direito tratado com oxigênio
Condição C-C/C-H C-O O=C-O
Sem tratamento 83,04 14,25 2,71 2 4 60 40 O CH M 61,41 26,03 12,56
Lado avesso tratado com metano
Condição C-C/C-H C-O O=C-O
Sem tratamento 83,04 14,25 2,71 2 4 60 40 O CH M 65,49 23,50 11,01 a) b) c)
Pode-se observar na tabela 12 que a concentração do grupo funcional apolar C-C/C-H diminuiu, porém com maior intensidade no lado direito tratado com oxigênio quando comparado com o lado avesso tratado com metano. Já as concentrações dos grupos polares C-O e O=C-O aumentaram, porém com maior intensidade no lado direito tratado com oxigênio.
4.1.4 Análise por Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) de reflexão total atenuada (ATR)
As análises de infravermelho ilustradas na figura 38 apresentam uma pequena diminuição no alongamento do pico 1751 cm-1 (C=O) do lado direito da amostra, o que pode ser atribuído à deposição de um filme a base de carbono desse lado, como diagnosticado no MEV e no XPS. No lado tratado a plasma de oxigênio pode-se observar um aumento no alongamento do pico 1751 cm-1 (C=O). De um modo geral o lado direito das amostras tratadas com oxigênio apresentaram maior intensidade de absorção quando comparadas com o lado avesso. Contudo, esta técnica de infravermelho não se mostra eficiente na detecção de alterações em camadas de ordem de grandeza nanométrica, uma vez que, para realizar a análise o feixe de luz infravermelho penetra a uma profundidade considerada grande quando se deseja estudar variações na escala referida de profundidade.
FIGURA 38 - Espectros de infravermelho de reflectância para as amostras não tratadas e tratadas a plasma de oxigênio e metano.
4.1.5 Espectroscopia de emissão ótica (EEO)
Os espectros típicos de emissão obtidos na região UV durante o tratamento são apresentados na figura 39. Espectroscopia de emissão ótica (EEO) na região do UV é amplamente utilizado para o diagnóstico de plasma como a técnica não- invasiva para identificar as espécies presentes no plasma. Espécies atômicas ionizadas que interagem com as amostras podem ser identificadas.
FIGURA 39 - Espectro obtido com auxílio da EEO, para o tratamento com a mistura 2 4 60 40 O