Супергидрофобизация окрашенных поверхностей для повышения их защитных свойств и придания новых функциональных свойств материалам

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложен метод супергидрофобизации слоя эпоксидной эмали на основе применения импульсной лазерной обработки и хемосорбции на текстурированную поверхность эмали фторированного силана. Показано, что гибкое управление параметрами лазерного излучения позволяет текстурировать поверхность эмали без ее перегрева и последующего разрушения. Экспериментальные исследования показали, что в результате супергидрофобизующей обработки улучшаются защитные свойства эмали и появляются новые функциональные свойства, такие как водоотталкивающие свойства с экстремальными углами смачивания и скатывания, повышенная стойкость как к абразивным нагрузкам, так и к поверхностным напряжениям, возникающим в зоне трехфазного контакта при кристаллизации воды и плавлении льда.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Кузина

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: ame@phyche.ac.ru
Россия, 119071 Москва

А. М. Емельяненко

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: ame@phyche.ac.ru
Россия, 119071 Москва

Л. Б. Бойнович

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: ame@phyche.ac.ru

академик РАН

Россия, 119071 Москва

Список литературы

  1. Бойнович Л.Б. // Вестник РАН. 2013. Т. 83. № 1. С. 10–22. https://doi.org/10.7868/S0869587313010039
  2. Ogihara H., Okagaki J., Saji T. // Langmuir. 2011. V. 27. № 15. P. 9069–9072. https://doi.org/10.1021/la200898z
  3. Manabe K., Saikawa M., Sato I., Loo C.S., Takashima K., Norikane Y. // ACS Appl. Polym. Mater. 2024. V. 6. № 22. P. 13701–13709. https://doi.org/10.1021/acsapm.4c02416
  4. Бузник В.М. // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 1 (26). С. 29–34.
  5. Бойнович Л.Б., Бузник В.М., Гракович П.Н., Грязнов В.И., Пашинин А.С., Юрков Г.Ю. // Докл. АН. 2015. Т. 462. № 4. С. 431–434. https://doi.org/10.7868/S0869565215160124
  6. Кондрашов Э.К., Нефедов Н.И., Веренинова Н.П., Кущ П.П., Кичигина Г.А., Кирюхин Д.П., Бузник В.М. // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. № 1. С. 2–10.
  7. Кузина Е.А., Емельяненко К.А., Домантовский А.Г., Емельяненко А. М., Бойнович Л.Б. // Коллоид. журн. 2022. Т. 84. № 4. С. 453–464. https://doi.org/10.31857/S0023291222040097
  8. Diker C.Ö., Duman O., Tunç S. // Appl. Clay Sci. 2023. V. 244. P. 107109. https://doi.org/10.1016/j.clay.2023.107109
  9. Diker C.Ö., Duman O., Tunç S. // Appl. Clay Sci. 2024. V. 262. P. 107626. https://doi.org/10.1016/j.clay.2024.107626
  10. Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. // Приборы и техника эксперимента. 2002. Т. 45. С. 52–57.
  11. Кузина Е.А., Омран Ф.Ш., Емельяненко A.М., Бойнович Л.Б. // Коллоид. журн. 2023. Т. 85. № 1. С. 63–70. https://doi.org/10.31857/S0023291222600614
  12. Залесский Б.В., Флоренский К.П. // Труды института геологических наук. АН СССР. 1952. Т. 146. № 42. С. 39–50.
  13. Wenzel R.N. // Ind. Eng. Chem. 1936. V. 287 № 8. P. 988–994. https://doi.org/10.1021/ie50320a024
  14. Prorokova N.P., Vavilova S.Y., Bouznik V.M. // J. Fluorine Chem. 2017. V. 204. P. 50–58. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2017.10.009
  15. Севостьянов Н.В., Розен А.Е., Бузник В.М., Логинов О.Н., Усатый С.Г., Болсуновская Т.А. // Трение и износ. 2020. Т. 41. № 1. С. 55–62.
  16. Севостьянов Н.В., Бурковская Н.П., Бузник В.М. // Трение и износ. 2015. Т. 36. № 6. С. 671–674.
  17. Stern M., Geary A.L. // J. Electrochem. Soc. 1957. V. 104. P. 56–63. https://doi.org/10.1149/1.2428496
  18. Bäuerle D. Material transformations, laser cleaning. In: Laser processing and chemistry. Berlin, Heidelberg: Springer, 2011. P. 535–559. https://doi.org/10.1007/978-3-642-17613-5_23

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Полученные методом конфокальной микроскопии трехмерные изображения профиля поверхности супергидрофобизованной краски до (а) и после (б) 120 мин абразивного воздействия под слоем вибрирующего песка.

Скачать (181KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение углов смачивания (1, 2) и скатывания (3, 4) для поверхности двух супергидрофобных образцов под воздействием циклов кристаллизации воды/расплавления льда.

Скачать (41KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изменение углов смачивания (1, 2) и скатывания (3, 4) для поверхности двух супергидрофобных образцов, а также угла смачивания для поверхности окрашенного образца без последующей обработки (5) в зависимости от времени абразивного воздействия на образцы. Изображения капель у кривых (1, 2) соответствуют сидящим каплям до абразивной нагрузки (слева) и после 120 мин абразивного воздействия (справа). На врезке показано изменение массы окрашенных образцов после обработки лазерным излучением (2) и без обработки (5) в результате абразивного воздействия.

Скачать (58KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение электрохимических характеристик образца сплава Д16 с исходным (1,1ʹ) и супергидрофобизированным (2, 2ʹ, 2ʹʹ) красочными слоями эмали ЭП-140 при длительном контакте с 0.5 М раствором NaCl: (а) эволюция тока коррозии (1, 2) и поляризационного сопротивления (1ʹ, 2ʹ) покрытия; (б) частотные зависимости модуля импеданса для разных времен контакта: 24 ч (1, 2); 42 дня (1ʹ, 2ʹ); 60 дней (2ʹʹ).

Скачать (72KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024