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Controlled roughening of poly(ethylene terephthalate) by photoablation : study of wetting and contact angle hysteresis

Abstract
The smooth surface of crystalline poly(ethylene terephthalate) films is readily roughened by ablative photodecomposition obtained by absorption of the pulsed far-UV radiation of the excimer laser. The amplitude of this roughness (of the order of 1 μm) is controlled by the intensity of the pulsed radiation and by the number of pulses delivered to the surface. Structure and orientation of the roughness are determined by the crystallinity of the polymer, which is very well controlled in commercial samples. The hysteresis of the contact angle generated by the roughness, is studied as a function of roughness amplitude and orientation for different poly(ethylene terephthalate) films. It is also shown that the three phases contact line of a liquid drop resting on the ablated surface is also affected by the roughness orientation.

Résumé
La surface lisse de films cristallins de polyéthylène téréphthalate est facilement rendue rugueuse par photodécomposition ablative obtenue par l'absorption du rayonnement UV lointain pulsé du laser à excimère. L'amplitude de cette rugosité (qui est de l'ordre du micron) est contrôlée par l'intensité du rayonnement pulsé et par le nombre de pulses reçus par la surface. La structure et l'orientation de la rugosité sont déterminées par la cristallinité du polymère qui est très bien contrôlée dans les échantillons commerciaux. L'hystérèse d'angle de contact induite par la rugosité est étudiée en fonction de l'amplitude et de l'orientation de la rugosité pour différents films de polyéthylène téréphthalate. Il est aussi montré que la ligne triple d'une goutte liquide étalée sur la surface ablatée est aussi affectée par l'orientation de la rugosité.