Construção e aplicação de um reator de descarga de barreira dielétrica (DBD)

Abstract

Este estudo aborda a aplicação de plasma frio na modificação de superfícies de materiais, com foco em acetato, politereftalato de etileno (PET) e polietileno de baixa densidade (PEBD). Inicialmente, explora-se a origem do conceito de plasma, desde sua identificação por William Crookes em 1879 até a introdução do termo por Irving Langmuir na década de 1920. O trabalho concentra-se na técnica de Descarga de Barreira Dielétrica (DBD) para gerar plasmas sem equilíbrio térmico. Os objetivos incluem a construção de um reator capaz de gerar plasma em pressão atmosférica, visando tratar superfícies de polímeros para melhorar a molhabilidade. A conclusão destaca a eficácia consistente do reator de descarga elétrica de alta tensão nos materiais estudados. Observa-se uma sensibilidade particular do acetato ao tempo de exposição, enquanto o PET revela características distintas de resistência e interação com espécies reativas. O PEBD apresenta respostas complexas, requerendo tempos mais curtos para otimização. A comparação entre os materiais revela comportamentos divergentes, destacando a necessidade de compreensão aprofundada das variáveis experimentais. O estudo evidencia não apenas a eficácia do plasma frio na modificação de superfícies, mas também ressalta a importância da consideração cuidadosa das características dos materiais e das variáveis experimentais para aplicações práticas futuras desses plasmas, por exemplo, em tratamento de superfície.

This study addresses the application of cold plasma in modifying material surfaces, focusing on acetate, polyethylene terephthalate (PET), and low-density polyethylene (LDPE). Initially, the origin of the plasma concept is explored, from its identification by William Crookes in 1879 to the term's introduction by Irving Langmuir in the 1920s. The work focuses on the Dielectric Barrier Discharge (DBD) technique to generate non-thermally equilibrated plasmas. Objectives include constructing a reactor capable of generating plasma at atmospheric pressure, aiming to treat polymer surfaces to improve wettability. The conclusion highlights the consistent efficacy of the high-voltage electrical discharge reactor in the studied materials. There is a particular sensitivity of acetate to exposure time, while PET reveals distinct characteristics of resistance and interaction with reactive species. LDPE presents complex responses, requiring shorter times for optimization. The comparison between materials reveals divergent behaviors, emphasizing the need for a deep understanding of experimental variables. The study not only demonstrates the effectiveness of cold plasma in surface modification but also underscores the importance of careful consideration of material characteristics and experimental variables for future practical applications of these plasmas, for example, in surface treatment.