Управление смачивающей способностью материала путем локального колебательного воздействия на межфазный слой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показана возможность управления смачивающей способностью материала, синтезированного в межфазном слое гетерогенной системы жидкость/жидкость, локальным колебательным воздействием. Исследовано влияние природы органической кислоты, металла и разбавителя на краевой угол материала, адгезированного к различным подложкам. Установлено, что при локальном колебательном воздействии синтезируется материал более упорядоченной структуры, с более высокой шероховатостью и меньшим содержанием воды, и, как следствие, с более высоким значением краевого угла. На исследованных подложках получены гидрофобные покрытия с краевыми углами от 100 до 163°, сохраняющие в течение длительного времени свои водоотталкивающие свойства в атмосферных условиях.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Н. Голубина

Новомосковский институт (филиал) Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева

Автор, ответственный за переписку.
Email: Elena-Golubina@mail.ru
Россия, Новомосковск

Н. Ф. Кизим

Новомосковский институт (филиал) Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева

Email: Elena-Golubina@mail.ru
Россия, Новомосковск

Список литературы

  1. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М. Гидрофобные материалы и покрытия: принципы создания, свойства и применение // Успехи химии. 2008. Т. 77. № 7. С. 619–638. https://doi.org/10.1070/RC2008v077n07ABEH003775
  2. Емельяненко А.М. Супергидрофобные материалы и покрытия: от фундаментальных исследований до практических приложений // Коллоидный журнал. 2022. T. 84. № 4. C. 375–379. https://doi.org/10.31857/S0023291222040036
  3. Piscitelli F., Chiariello A., Dabkowski D., Corraro G., Marra F., Di Palma L. Superhydrophobic coatings as anti-icing systems for small aircraft // Aerospace. 2020. V. 7. № 1. P. 2. https://doi.org/10.3390/aerospace7010002
  4. Zhang Z., Xue F., Bai W., Shi X., Liu Ya., Feng L. Superhydrophobic surface on Al alloy with robust durability and excellent self-healing performance // Surface and Coatings Technology. 2021. V. 410. № 3. Р. 126952. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.126952
  5. Кожухова М.И., Флорес-Вивиан И., Рао С., Строкова В.В., Соболев К.Г. Комплексное силоксановое покрытие для гидрофобизации бетонных поверхностей // Строительные материалы. 2014. № 3. С. 26–30.
  6. Siengchin S. A review on lightweight materials for defence applications: Present and future developments // Defence Technology. 2023. V. 24. P. 1–17. https://doi.org/10.1016/j.dt.2023.02.025
  7. Gibson P. Water-repellent treatment on military uniform fabrics: Physiological and comfort implications // Journal of industrial textiles. 2008. V. 38. № 1. Р. 43–54. https://doi.org/10.1177/1528083707087833
  8. Du X.Q., Liu Y.W., Chen Y. Enhancing the corrosion resistance of aluminum by superhydrophobic silane/graphene oxide coating // Applied Physics A. 2021. V. 127. № 8. Р. 580. https://doi.org/10.1007/s00339-021-04730-3
  9. Chen Y., Liu Y.W., Xie Y., Zhang H.H., Zhang Z. Preparation and anti-corrosion performance of superhydrophobic silane/graphene oxide composite coating on copper // Surface and Coatings Technology. 2021. V. 423. № 10. P. 127622. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127622
  10. Zhe Li, Xinsheng Wang, Haoyu Bai, Moyuan Cao. Advances in bioinspired superhydrophobic surfaces made from silicones: fabrication and application // Polymers. 2023. V. 15. № 3. P. 543. https://doi.org/10.3390/polym15030543
  11. Лисичкин Г.В., Оленин А.Ю. Гидрофобизация неорганических материалов методом химического модифицирования поверхности // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. № 1. С. 5–19. https://doi.org/10.31857/S0044461820010016
  12. Bin Yu, Huicong Liu, Haining Chen, Weiping Li, Liqun Zhu, Weitao Liang A wear and heat-resistant hydrophobic fluoride-free coating based on modified nanoparticles and waterborne-modified polyacrylic resin // RSC Advance. 2023. № 7. P. 4542–4552. https://doi.org/10.1039/D2RA07237H
  13. Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Межфазный синтез: морфология, структура и свойства межфазных образований в системах жидкость-жидкость // Журнал физической химии. 2021. Т. 95. № 4. C. 508–528. https://doi.org/10.31857/S0044453721040075
  14. Kizim N.F., Golubina E.N. Interfacial synthesis of materials with specified hydrophobicity based on REE salts // Surface Review and Letters. 2023. V. 30. № 2. Р. 2350004. https://doi.org/10.1142/S0218625X2350004X
  15. Кизим Н.Ф., Голубина Е.Н. Гидрофобные материалы на основе солей ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты // Журнал физической химии. 2018. Т. 92. № 3. С. 457–461. https://doi.org/10.7868/S004445371803010X
  16. Кузина Е.А., Омран Ф.Ш., Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. О важности подбора режима гидрофобизации для получения стойких супергидрофобных покрытий // Коллоидный журнал. 2023. Т. 85. № 1. С. 63–70. https://doi.org/10.31857/S0023291222600614
  17. Ellinas K., Tserepi A., Gogolides E. Durable superhydrophobic and superamphiphobic polymeric surfaces and their applications: A review // Advances in Colloid and Interface Science. 2017. V. 250. P. 132–157. https://doi.org/10.1016/j.cis.2017.09.003
  18. Arukalam I. O., Oguzie E. E., Li Y. Nanostructured superhydrophobic polysiloxane coating for high barrier and anticorrosion applications in marine environment // J. Colloid Interface Science. 2018. V. 512. P. 674–685. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.10.089
  19. Barthwal S., Lee B., Lim S.-H. Fabrication of robust and durable slippery anti-icing coating on textured superhydrophobic aluminum surfaces with infused silicone oil // Applied Surface Science. 2019. V. 496. ID 143677. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.143677
  20. Кизим Н.Ф., Голубина Е.Н. Спонтанная поверхностная конвекция и скорость экстракции (реэкстракции) в системах с трибутилфосфатом и ди-(2-этилгексил)-фосфорной кислотой // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. № 7. С. 1005–1011. https://doi.org/10.31857/S0044461820070117
  21. Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Практикум и задачник по нанохимии. Тула: Аквариус. 2018. 128 с.
  22. Рябов Д.Д., Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. Смачиваемость материалов на основе ди-(2-этилгексил) фосфатов металлов // Успехи в химии и химической технологии. 2018. Т. XXXII. № 10. С. 47–49.
  23. Голубина Е.Н., Кизим Н.Ф. От гидрофильности к гидрофобности поверхности. Варьирование смачиваемости материала на подложке за счет локального колебательного воздействия при межфазном синтезе материала // Журнал физической химии. 2023. Т. 97. № 1. C. 75–80. https://doi.org/10.31857/S0044453723010107

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость краевого угла материала, перенесенного на стеклянную пластинку, и изменение формы капли воды от времени синтеза в системе 0.10 М водный раствор YbCl3 / 0.05 М раствор стеариновой кислоты в хлороформе при наложении на систему локального колебательного воздействия (1) и его отсутствии (2). Резонансная частота 5.1 кГц

Скачать (168KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рельеф поверхности материала межфазных образований на основе стеарата иттербия (а, б) или ди-(2-этилгексил) фосфата иттербия (в, г), перенесенного на стеклянную пластинку, при наложении на систему механического воздействия (б, г) и его отсутствии (а, в). Система 0.10 М водный раствор YbCl3 / 0.05 М раствор стеариновой кислоты или Д2ЭГФК в гептане. Резонансная частота 6.6 кГц

Скачать (254KB)
Метаданные
4. Рис. 3. СЭМ-изображения материала межфазных образований на основе ди-(2-этилгексил) фосфата иттербия, синтезированных при наложении механических колебаний (б) и их отсутствии (а). Система 0.10 М водный раствор YbCl3 / 0.05 М раствор Д2ЭГФК в гептане. Резонансная частота 6.6 кГц

Скачать (246KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Фотографические изображения материала межфазных образований на основе ди-(2-этилгексил) фосфата неодима, адгезированного к стеклянной пластинке, синтезированного при наложении на систему локального колебательного воздействия (б) и его отсутствии (а). Система 0.10 М водный раствор NdCl3 / 0.05 М раствор Д2ЭГФК в гептане. Резонансная частота 6.6 кГц

Скачать (108KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость краевого угла материала, перенесенного на стеклянную пластинку, от частоты колебаний виброэлемента в период его межфазного синтеза в системе 0.10 М водный раствор HoCl3 / 0.05 М раствор стеариновой кислоты в хлороформе (1), гептане (2), декане (3)

Скачать (72KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение краевого угла алюминиевого сплава, модифицированного материалом межфазных образований на основе ди-(2-этилгексил) фосфатов: цинка (1), празеодима (2), гольмия (3), стеаратов: цинка (4), празеодима (5), гольмия (6) от времени. Система 0.10 М водный раствор хлорида металла / 0.05 М раствор стеариновой кислоты или Д2ЭГФК в гептане

Скачать (94KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024