Synthèse par voie de plasma de surfaces ultrahydrophobes et études de leurs propriétés de mouillage et de démouillage

Theplasma synthesis and the physico-chemical study of ultra-hydrophobic polymer surfaces

• Auteur / Autrice : Jérôme Fresnais
• Direction : Fabienne Poncin-Epaillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie des polymères
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Le Mans
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université du Maine. UFR de sciences exactes et naturelles (Le Mans)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyéthylène

Plasmas froids

Rugosité

Surfaces hydrophobes

Mouillage (chimie des surfaces)

Résumé

L'UTILISATION DES PLASMAS FROIDS (02 PUIS CF,) POUR MODIFIER LA SURFACE D'UN POLYETHYLENE BASSE DENSITE (PEBD) PERMET D'013TENIR UN ANGLE DE CONTACT DE 170c; UNE GOUTTE DEAU SE DEPLACE AISENOENT SI CETTE SURFACE EST INCLINEE DE QUELQUES DEGRES. L'ANALYSE DES PHASES PLASMAS AINSI QUE CELLES DES SURFACES MONTRENT QUE L'AUGMENTATION DE RUGOSITE PERMET D'OBTENIR DES SURFACES ULTRAHYDROPHOBES. NOUS AVONS SURTOUT DETERMINE LA CONDITION LIMITE INFERIEURE EN RUGOSITE (19 NM) POUR LAQUELLE DES PROPRIETES ULTRAHYDROPHOBES SONT OBTENUES. CES SURFACES ULTRAHYDROPHOBES PEUVENT PERDRE LEURS PROPRIETES: L'ANGLE DE CONTACT MURE SUR UNE SURFACE ULTRAHYDROPHOBE APRES UNE IMMERSION DE DIX MINUTES DANS LEAU PASSE DE 170" A 140". LE DEMOUILLAGE DE CES SURFACES EST RALENTI PAR LA RUGOSITE. DES EXPERIENCES DE DEMOUILLAGE PLUS CLASSIQUES MONTRENT QU'UNE SURFACE ULTRAHYDROPHOBE DEMOUILLE PLUS LENTEMENT LORSQUELLE EST PREALABLENOENT MOUILLEE PAR LA VAPEUR D'EAU, MAIS PLUS VITE QU'UN PTFE CLASSIQUE.

COLD PLASMAS (02, THEN CF4) ARE A GCOD WAY TO MODIFY LOW DENSITY POLYETHYLENE TO OBTAIN CONTACT ANGLES WrM WATER AS HIGH AS 170° -, A WATER DROPLET WILL ROLL OFF EASILY FROM THE SURFACE WHEN TILTED. THE PLASMA PHASES STUDY AND THE CHEMICAL ANALYSIS OF THE SURFACE SHOW THAT TI-OE INCRFASE OF ROUGHNESS GIVES ULTRAHYDROPHOBIC PROPERTOES TO THE SURFACE. WE ALSO DETERMME FOR THE FIRST TIME THE MINIMUM ROUGHNESS VALUE (19 NM) NEEDED TC) REECH ULTRA HYDROPHOBIC BEHAVIOR. BUT THOSE SURFACES CAN LOOSE THEIR PROPERTIES WI-OEN DIPPED INTO WATER FOR 10 NIINUTES: THE CONTACT ANGLE FALLS TO 140". ROUGHNESS ALSO LIMITATE THE DEWETTING OF THOSE SURFACES. MORE CLASSICAL EXPERIIMENTS SHOW THAT A FILM OF WATER DEWET MORE SLOWLY AS TI-W- SURFACE IS PREVIOUSLY WET BY WATER VAPOP- BUT RAPIDILY THAN WATER ON A PTFE SURFACE.