在这项工作中，它在设定良好的爆发中使用了真空系统，以便使用等离子体浸渍离子注入（PIII）和等离子体浸渍（PI阴极或PI阳极），这是对聚乙烯表面处理的合适技术对苯二甲酸酯（PET）基材，来自2 LTM的焦炭瓶。目的是：在可见光下改变其润湿性，表面形态和光学透射率。一些论文认为PET样品表面的物理化学改变。然而，即使具有严重限制，这些等离子体处理的选择性也导致表面性质的显着和部分组合。揭示使用氮气和氟等离子体的结果是合理的，因为在900秒的处理时间在室温下暴露样品架。原点软件8.0拟合了显示的图表：表面润湿性行为的演化取决于所施加的等离子体技术和所用的气体。在一些情况下，表面亲水化不稳定，如接触角测量的时间演变，ɵ（t）所见。通过AFM图像，可以观察浸入等离子体中的PET表面的温和改性，而粗糙度RZ，也增加了几十纳米，即使在强大的情况下也有关原始宠物（1.8nm）治疗过程中的离子轰击。 As a general trend, the roughness increases slightly for all techniques. Finally, gain or loss of optical transmission, T (λ), at visible radiation, depends on the parameters of the plasma treatment. PIII technique and N2 bombardment are more indicated than the plasma immersion and SF_6.轰击以增加PET在可见光区透过率。总的来说，选择的这些参数意味着在正等离子体条件下，考虑到尝试回收商业聚合物的技术目标的概述。

润湿性，形态表面，光学透明度，宠物。

在这项工作中，它在设定良好的爆发中使用了真空系统，以便使用等离子体浸渍离子注入（PIII）和等离子体浸渍（PI阴极或PI阳极），这是对聚乙烯表面处理的合适技术对苯二甲酸酯（PET）基材，来自2 LTM的焦炭瓶。目的是：在可见光下改变其润湿性，表面形态和光学透射率。一些论文认为PET样品表面的物理化学改变。然而，即使具有严重限制，这些等离子体处理的选择性也导致表面性质的显着和部分组合。揭示使用氮气和氟等离子体的结果是合理的，因为在900秒的处理时间在室温下暴露样品架。原点软件8.0拟合了显示的图表：表面润湿性行为的演化取决于所施加的等离子体技术和所用的气体。在一些情况下，表面亲水化不稳定，如接触角测量的时间演变，ɵ（t）所见。通过AFM图像，可以观察浸入等离子体中的PET表面的温和改性，而粗糙度RZ，也增加了几十纳米，即使在强大的情况下也有关原始宠物（1.8nm）治疗过程中的离子轰击。 As a general trend, the roughness increases slightly for all techniques. Finally, gain or loss of optical transmission, T (λ), at visible radiation, depends on the parameters of the plasma treatment. PIII technique and N2 bombardment are more indicated than the plasma immersion and SF_6.轰击以增加PET在可见光区透过率。总的来说，选择的这些参数意味着在正等离子体条件下，考虑到尝试回收商业聚合物的技术目标的概述。

润湿性，形态表面，光学透明度，宠物。

包装在确保安全运送货物的整个供应链状况良好终端消费者的基础性作用。它也有很大的潜力，促进可持续发展。消费者在食品选择中越来越多的环境问题也似乎包括包装由Rokka和Uusitalo [1]报道。包装起着保护，保护他们的存储，运输和使用[2]在销售产品的重要作用。在这个意义上说，新技术的引入可能导致减少的处理时间或在操作条件的改善，从而降低了环境和财务费用[3]。等离子体处理使所述等离子体聚合物界面上的几个化学和物理变化，从而改善表面特性[4-8]。Plasma-induced effects on the polymer surface are nowadays exploited in surface functionalization of the packaging polymers, for promoting adhesion or sometimes, enhanced printability [9], assuring anti-mist properties, improving the polymer’s adhesion of antibacterial coatings [10-14], which is interest for food packaging.

如上所述，等离子体处理可以改善聚合物的表面性质，例如润湿性和表面官能化，因此也是粘附性。这对于用抗菌层涂覆食品包装箔可能是重要的[15]。Mieth等人。[16]列出包装材料中最常见的聚合物，它们在包装中的功能和一些应用。聚乙烯用作可热封食品接触层湿度屏障，可与气体/香气屏障结合。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）可提供气体/香气和防潮屏障，以提供机械强度耐热性。然而，最近的一些研究表明，在40℃和60ºC的储存中，将化学物质从PET到水中的水迁移到水中。Fang等[18]结束迁移随储存温度而增加。这些研究强化了在聚合物中施加表面处理的机会，用于食品包装。还有许多技术可用于通过添加颗粒来修改或改变材料的表面性质; coatings and functional groups [19,20], however, the growing interest in ion-implanted polymeric materials is due to its increasing demand in various disciplines.

Novák et al[21]报道了低温等离子体处理PET的最新结果。最近Sant’ana等人研究表明，经等离子体浸渍技术[22]处理后的焦炭PET的润湿性得到了改善，表面粗糙度和可见光区透过率也发生了变化。在其他最近的研究[23]中报道了PET瓶格式的应用逐渐增加。PET的部分疏水特性导致染料、颗粒和微胶囊[24]吸附和粘附差，强化了处理对改善PET润湿性的重要性。最近的研究表明，等离子体处理[25]后，润湿性的改善与PET表面氧基的增加有关。

在本研究中，它是使用血浆浸没技术（PI和PIII），以改善PET聚合物的润湿性，促进可见范围内的低表面粗糙度和高光学透射率，因为这些PET表面特征与食品包装一致行业。

所用装置包括具有两个内部电极的不锈钢真空室。将基板置于不锈钢电极上，通过旋转泵（18m3 / h）向下旋转至10-1Pa的系统。采用针阀来控制气体进料，并使Pirani压力计，监测室压。PET样品直接暴露于通过将25 W或100W的射频功率（13.56MHz）施加到由N2或SF组成的大气建立的等离子体环境。_6.．在所有条件下，反应器总压力为6.66 Pa (50 mtorr)，处理时间为900 s。本工作采用了三种不同的安排，以保持反应器内的温度恒定在(298 k):

通过使用Rame-Hart 100-00测角仪测量样品的接触角，评估PET样品的润湿性；另一种方法是获得等离子体处理后PET样品的润湿性。使用Park Instruments公司的原子力显微镜XE-100报告取5μm×5μm面积的PET样品的RMS（均方根）粗糙度，并使用Lambda 750光谱仪UV-VIS-NIR测量电磁光谱的光学透射率，范围为190 nm至3300 nm。

接触角Ɵ是在室温[26]下用去离子水固着滴法测定的。每一种条件[27]在表面三个点上进行试验。接触角取三滴在PET表面的平均值。捕获水滴的图像并导入图像分析仪软件，以评估每种情况下的接触角。在血浆治疗前和治疗后立即采集接触角Ɵ， 30 d后采集接触角Ɵ。表1显示了Ɵ的条件和结果。

表格1：本工作中观察到的条件和结果。

等离子体处理已经实现了根据所使用的气体，使表面PET样品具有独特的行为。采用N2处理，可在PET表面插入含氧基团。所有样品提交到298 K一次;采用冷却器系统，以保持所有基质在环境温度条件下。氮在PET表面的插入涉及到碳、氢与其他物质的复合。在这个过程中断裂的键的数量足以促进碳、氢和氧之间的重组，也被认为是氮和两个氢分子之间的键，由范德华键[28]连接。这些分子群是高度极性的，因此，在纯水上接触角的降低，与射频功率无关。表1显示了润湿结果。

图1显示了接触角的值，作为用于三种不同技术的N2处理的样品的老化时间的功能。在老化时间21天后，PIII在100W（〜120º）下，接触角的最高值发生在100W（〜120º），而ɵ的最低值为0°。根据Darbello [29]，聚合物链具有运动自由度，因此，它们可以将极性群设定为表面。此外，来自短链氧化物的分子迁移可以扩散到从体积朝向表面的PET中。

辉光放电等离子体处理特别令人感兴趣，因为它们允许表面亲水化，而不会引起本体改性。处理后，表面的原子能与空气中的氧和水反应，形成含氧基团，从而使表面变成亲水性表面。水接触角最初随着处理时间的延长而减小[30]。在图2中，使用氟的处理减弱了这种趋势。这项工作的最佳性能可以在这些“曲线”中观察到，特别是在（PIII和PI阴极100W）条件下，而波动非常小。图2显示了30天内的进化。

用SF处理的样品_6.导致表面疏水。由于C-F键取代了C-H键或含氧基团，甚至加入了CF，疏水表面性质可能会增加和稳定₂和CF_3.利用氟源，在聚合物表面处理后形成基团[31-34]。虽然C-F键是高度极性的，但当这些物种出现在材料表面时，会增加疏水性。研究表明，PET表面的氟化可以通过六氟化硫等离子体中产生的氟自由基来实现。含氟聚合物具有有趣的性质，包括良好的化学稳定性[35-37]。

粗糙度对表面润湿性的影响已经通过Wenzel和Cassie-Baxter量化。方案提出，粗糙度增强了表面的亲水或疏水性质，即（接触角）随着亲水/疏水材料的粗糙度降低/增加[38]。R._{多发性硬化症}值可以使用在给定区域[39]，这是5×5微米的高度值的标准偏差而获得²．因此，可以在使用n之前和之后显示PET样品的二维AFM表面形态₂如图3所示。

未处理的PET样品的表面是光滑的（粗糙度R_rms.= 1.7 nm)显示无针孔，纤维排列如图3 (a)所示。清洗PET样品过程中存在固有的风险。注入后，等离子体浸没PI阴极使PET表面粗糙。与原始PET相比，植入后样品的表面粗糙度略有降低，分别为:1.4 nm和1.7 nm，而射频功率分别为:25 W和100 W。

沉积100w时接触角最低，对应Ɵ=0º，如图1所示。事实上,两种机制可能是导致减少机器的接触角的值:聚合物的表面粗糙度增加,进而导致接触面积增加,也就是说,增加物种的数量化学结合的水分子(例如,组胺- NH₂）或含氧基团的其他极性基团（即羰基，羧基，羟基等）。当氮原子治疗PLA聚合物时，观察到相同的机制[33]，而NH_3.血浆在PLA支架上产生反应性胺基，通过极性和氢键相互作用锚定胶原。

N后₂⁺植入聚合物表面上，新功能极性组出现并定位高达40nm的深度观察到1keV至5keV的高电压。这些结果表明，具有氮气或氧离子的新功能基团的产生影响表面吸附。为了进一步研究，应研究与新的聚合物元素的气体渗透的相关性[40]，因为保持了原始粗糙度，旁边（r_rms.=1.8 nm)与未经处理的PET样品相似

表面形貌的变化是由化学反应引起的_6.等离子体或热效果。然而，在这项工作中，可能蚀刻有助于表面粗糙度，因为氟等离子体促进物种的蚀刻[41]。它可能怀疑处理过的样品的粗糙表面归因于润湿性。由于水滴沉积在表面特征的尖峰上，因此粗糙度对吸水时间产生影响并且没有与相互表面完全接触。分析显示，由于停止和短距离离子渗透，从PII的PIII的独立性渗透，一旦六个键被从N 2破裂的一个键被打破。它暗示了SF_6.当通过低能量在轰击期间与表面碰撞时，分子遭受了相当大的能量损失。另一方面，PIII促进了一个适度范围的离子穿透C轴方向朝向大部分样品。在相同的条件下，离子植入改性了宠物样品，这使得它非常亲水。

光透射率表明，等离子体浸没技术更指示保持在可见光高的透明度。到在PET样品的透明度观察的等离子体处理的效果，我们在等离子体处理过的样品进行光传输的分析和，我们与原始未经处理的那些进行比较。数字5,6分别示出了曲线图，PET的光学透射谱与N个处理等离子体₂和科幻小说_6.通过PIII和PI技术。在6.66Pa（50毫托）的压力下施加900秒（15分钟）的等离子体浸渍离子注入，而射频功率在25W和100W之间变化.PIII参数为：300Hz，30μs和-2400V.

总的趋势是，在λ 400-700 nm(可见光)范围内，透射率基本保持不变，在λ 400 nm以下逐渐减小。因此，等离子体处理对PET的透射率有明显的影响。等离子体浸泡法也能得到类似的结果。同样的条件也适用于SF处理的样品_6.．然后₂+植入聚合物表面上，（-CN-）和（-CON-）的新功能组可以出现约40nm的深度。根据okuji [40]，漫射系数在修改后减少。建议，聚合物表面上的物理结构改变，似乎是增强阻气性的原因之一[42]。该结果表明，具有氮离子的新功能组的产生会影响表面吸附。

总的趋势是，在λ 400-700 nm(可见光)范围内，透射率基本保持不变，在λ 400 nm以下逐渐减小。可以增加应用低能量或高能量的透射率，独立于表面上的基团的重组，并考虑所有PET结构的失真效应。使用SF分析血浆组合物的变化_6.等离子体。这些值没有显着差异。很明显，使用SF_6.等离子体在不改变聚合物体结构(如结晶度)的情况下进行表面改性。体块结构决定了分子的质量输运特性，而质量输运特性又决定了分子的扩散和渗透。通过PIII和PI的应用，分别关注高能量和低能量使用效果的证据。离子注入使可见光透过率提高到近95%。例如,在高权力有一个更大的物种键断裂的碎片,和随后的复合不同物种之间的等离子体,造成更大的扭曲链缠结和重排,从而减少或增加入射辐射的自由程[42]在一个非常有限的范围内。即使是使用比氟渗透力更强的氮进行处理;灵巧性并不是光学传输可用的参数，因为粗糙度的尺度大约是几纳米，与波长的尺度相似。因此，重要的是要考虑表面水平的最后一层聚合物链的变化，这层聚合物链遭受了轻微的粗糙度增加，因为主链断裂，进入聚合物本体。此外，等离子体提供的紫外线辐射可以提供PET降解，一旦聚合物被这种辐射抑制。

此外，由氢气，氮和氧组成的等离子体用于优化在230nm≤λ≤280nm[43]所需波长范围内的等离子体的辐射，其特征在于减少B. Atrophaeus孢子的非常有效。对于其他孢子（即Aspergillus尼日尔），辐射低于200nm，更有效地杀死孢子[44]。对于样品的表面清洁能力是一种很好的证据，该样品被处理为这些条件。由于食品安全问题，Asepsis是一种重要的特征，一旦食物安全问题，宠物在很大程度上被用作食品包装。尽管如此，Sant'ana 2017 [22]展示了PI和PIII处理的宠物的巨大潜力，使用n₂和科幻小说_6.等离子体，旨在达到的用于食品包装的表面特性的高性能，揭示对于这些样品，良好的润湿性，低的表面粗糙度和在可见光高光透射率。

除了表面形貌变化不大外，氮等离子体处理还会导致聚合物链氧化，使表面更亲水。氧是一种高度活性的气体，在实验中使用的等离子体条件将氧气完全分解成等离子体腔内的不同物种。等离子体中的氧自由基与PET样品表面官能团发生反应，产生表面蚀刻效应[46]，这解释了PIII和PI处理后表面粗糙度低的原因。可能是处理后立即的O掺入导致了高亲水性。随着O的析出，聚合物基体的老化润湿性趋于疏水。另一种聚合物聚氯乙烯(PVC)在同样的条件下也进行了处理，通过FTIR和XPS分析，发现其氧基的比例有所提高，在[47]中可见。另一方面，氟在表面上的掺入度越高，疏水性越强，θ值越高，表明氟表面和测试流体之间没有化学吸引力。

只有很少的研究评估了工作频率的效果[48]。作者报道了他对PI和PIII的氟和氮等离子体上的最后一项研究，[22]润湿性变化主要归因于化学改变，由于化学改变，这也使用氮气和使用氟的高亲水性呈现高亲水性和高疏水性。表面能的增加主要归因于在治疗过程中形成PET表面上的极性官能团[49]。在所有情况下，粗糙也不变。我们必须证据表明，这些结果在没有底物冷却器系统的情况下进行，并且在处理后立即进行温度〜80℃。所以，得出结论，温度没有影响PET样品的粗糙度，然而，宠物样品的粗糙度在等离子体过程中PET底物的温度是原始的，以维持氟化玻璃润湿性马的氟处理。

此外，根据T (λ)的结果，PET衬底在氟等离子体期间的低温也决定了在可见范围内保持或增加高透明度。低粗糙度有利于提高辐射的低反射率，从而提高可见光的透射率。吸收将发生在300 nm以下，因为PET可以消除紫外线辐射。研究认为，高温会造成很大的扭曲和交错，从而阻碍入射辐射的自由路径，进而降低可见光范围内的T (λ)，尤其是氮处理，氮处理比氟处理穿透性更强。

尽管PI和PIII被指示了改善PET气体屏障的技术。据信，交联形成负责产生具有十个厚度的厚度的近矩阵，其衰减蒸汽的传输速率。关于气体屏障的结果归因于高屏障材料，如Sant'ana [47]更好地讨论。除了新的表面改善之外，PET的良好性能可归因于粘附性的血浆处理[50,51]，这可能是包装应用的重要特征。其他研究表明，血浆辅助宠物粗糙度的低波动对气体屏障很重要[52,53]，而在最佳条件下，PET呈现出低的水透射蒸汽速率（〜2.7g / m2日），这是similar value to the PET treated by PI and PIII, according Sant’Ana [47]. According Tenn et al [54] alteration of the barrier properties is one of the crucial factors for research as it is related with the shelf life of the food product being packaged.

在其他研究中，由于表面改性可以通过表面活化、蚀刻、交联、功能化、膜沉积或这些效果的某些组合来完成，等离子体技术被证明用于食品包装。总的来说，该材料具有选择性润湿性和30天内的稳定性，在可见光范围内具有较低的粗糙度和较高的光学透过率，是食品包装发展的潜在材料。这项工作的目的与环境问题一致，其中包括可回收的聚合物食品包装[56]的想法。

该技术不需要极端的食品包装治疗条件，可作为食物保存的良好替代来源，而不会影响其营养和感官属性。包装材料负责在处理，运输和分配过程中保护外部环境中的食物。例如，冷等离子体适用于杀死[43,44]中的孢子，并减少微生物。Asepsis是食品包装的重要特征。观察到我已经完成了硫磺六氟化硫血浆以减少A.寄生体[57]，同时完成氮血浆以减少大肠杆菌[58]。然后，等离子体还参与包装材料表面的净化，甚至防止包装后的食品污染。Muranyi等[59]报告的减少Aspergillus尼日尔和枯草杆菌在宠物衬托。

冷等离子体也可以，用于固定生物活性等化合物，维生素，色素，抗微生物化合物的物质，以提高包装材料的功能性。此外，低温等离子体技术是环保，满足所有生态标准，根据最近的研究[60]，因此它具有在食品行业的包装聚合物的表面处理大规模生产的潜力。

绝大多数论文报告了表面化学研究的结果。鉴于这一点，在润湿性和光学透明性特征的选择性的基础上，样品中的等离子体处理的修饰是阳性的，从而通过SF增加疏水性_6.(Ɵ接近140º)，或使用N₂，（Ɵ达到0º）此外；通过低压等离子体技术，保持PET样品对可见光的光学透明性。AFM图像显示，经不同气体处理的样品的粗糙度没有明显变化。这是氧蚀刻的良好证据，与温度-衬底系统无关，这解释了Ɵin在30天内的恢复。从这个意义上讲，氟处理更适合在30天内促进良好稳定的润湿性。两种等离子体浸没技术均能保持较低的表面粗糙度（小于5nm），并能提高可见光区域的光学透过率（高达80%）。

我们要感谢巴西机构:CAPES、CNPq和FAPESP提供的资金支持。