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.