Pengaruh Laju Alir terhadap Karakter Plasma dan Sifat Hidrofobisitas Lapisan Polistirena di atas QCM Menggunakan Metode RF dengan DC Bias
Abstract
Telah dilakukan perlakuan plasma nitrogen menggunakan metode RF dengan DC bias plasma di atas permukaan polistiren dengan variasi laju alir. Tujuan dari penelitian ini untuk mempelajari pengaruh laju alir terhadap sifat hidrofobisitas permukaan polistirena di atas quartz crystal microbalance (QCM) sensor. Polistirena dilarutkan dengan pelarut toluena dan dideposisikan di atas permukaan QCM dengan teknik spin coating. Perlakuan plasma nitrogen dilakukan dengan variasi laju alir 20, 30, 40, 50, 60, 65 dan 70 ml/menit, dan parameter tekanan pada 40 Pa, tegangan RF 90 volt, DC bias 400 volt. Spesies plasma berupa panjang gelombang dan intensitas diukur dengan optical emission spectroscopy (OES) Aurora 400. Sifat hidrofobisitas polistirena diukur dengan contact angle measurement dan gugus fungsi C≡N diobservasi dengan Fourier transform infrared (FTIR). Hasil OES berupa panjang gelombang dan intensitas dicocokkan dengan NIST atomic database, dan didapatkan spesies plasma paling dominan yang terdeteksi merupakan spesies radikal atom N pada panjang gelombang 388 nm dan 424 nm, dan NIII ( ) pada panjang gelombang 334 nm. Hasil pengukuran sudut kontak mengalami kecenderungan perubahan yaitu sudut kontak naik sampai laju alir 50 ml/menit dan turun sampai 70 ml/menit. Nilai perubahan sudut kontak untuk pengaruh laju alir menunjukkan nilai kurang dari 90°, sehingga permukaan bersifat hidrofilik. Hasil observasi dengan FTIR ditemukan gugus fungsi C≡N pada permukaan polistirena setelah dilakukan perlakuan plasma. Gugus Fungsi C≡N terbentuk dikarenakan interaksi spesies plasma berupa radikal atom N dan ion N2+ yang menumbuk permukaan polistirena. Gugus fungsi C≡N bersifat polar sehingga memberikan perubahan pada sifat hidrofobisitas permukaan polistirena.
Keywords
Full Text:
PDFReferences
C. Alemán, G. Fabregat, E. Armelin, Jorge J. Buendía, and J. Llorca. (2018), Plasma surface modification of polymers for sensor applications, Journal of Materials Chemistry B 6 (41).
S. Yoshida, K. Hagiwara, T. Hasebe, and A. Hotta. (2013), Surface Modification of Polymers By Plasma Treatments for The Enhancement of Biocompatibility and Controlled Drug Release, Surf. Coat. Technol., vol. 233, pp. 99–107.
S. Ebnesajjad and C. F. Ebnesajjad. (2014), Surface Treatment of Materials for Adhesive Bonding, 2nd edition., Waltham, USA, Elsevier Inc.
R. Landgrafa, M.K. Kaiserb, J. Posseckardtc, B. Adolphia, W.J. Fischer. (2009), Functionalization of Polymer Sensor Surfaces by Oxygen Plasma Treatment, Procedia Chemistry 1, 1015–1018
D. Pal, S. Neogi, and S. De. (2015), Surface Modification of Polyacrylonitrile Co-Polymer Membranes Using Pulsed Direct Current Nitrogen Plasma, Thin Solid Films, vol. 597, pp. 171–182.
Mitchell, S. A., Davidson, M. R., Emmison, N., Bradley, R. H. (2004). Isopropyl alcohol plasma modification of polystyrene surfaces to influence cell attachment Behaviour. Surface Science. 561: 110-120.
Rivadeneyra, A., Fernández-Salmerón, J., Salinas-Castillo, A., Palma, A. J., Capitán-Vallvey, L. F. (2016). Development of a printed sensor for volatile organic compound detection at μg/L-level. Sensors and Actuators B: Chemical. 230: 115-122.
A. Kolpaková, P. Kudrna, and M. Tichý. (2011), Study of Plasma System by OES (Optical Emission Spectroscopy), WDS'11 Proceedings of Contributed Papers, Part II, 180–185.
Kim S. Siow, Leanne Britcher, Sunil Kumar, Hans J. Griesser. (2006), Plasma Methods for The Generation of Chemically Reactive Surfaces for Biomolecule Immobilization and Cell Colonization - A Review, Plasma Process. Polym., 3, pp. 392-418
Masruroh, Zahirah T N, Aulanni’Am A, Sakti S P and Santjojo D J D H. (2018) The effect of molecular weight on the surface wettability of polystyrene treated with nitrogen plasma IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 432
Khusnah N F, Sakti S P and Santjojo D J D H (2018), Oxygen Plasma Effect on QCM Sensor Coated Polystyrene Film IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 367 012030
Masruroh, D J D H Santjojo, Abdurrouf, M A Abdillah, M C Padaga, dan S P Sakti. (2019), Effect of Electron Density and Temperature in Oxygen Plasma Treatment of Polystyrene Surface, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 515 012061.
Sakti S P, Khusnah N F, Santjojo D J D H, Masruroh and Sabarudin A. (2018) Surface Modification of Polystyrene Coating on QCM Sensor using Ambient Air Plasma at Low Pressure Mater. Today Proc. 5 15149–54
A. Kramida, Yu. Ralchenko, J. Reader dan N A T (2018), NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.6.1), [Online]
Refbacks
- There are currently no refbacks.