Коллоидный журнал, 2023, T. 85, № 4, стр. 502-510
Исследование свойств супергидрофобных покрытий на основе ПДМС и MQ-смолы на текстурированных поверхностях
Н. Денман 1, А. М. Емельяненко 1, О. А. Серенко 2, *, Л. Б. Бойнович 1
1 Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
119071 Москва,
Ленинский просп., 31, корп. 4, Россия
2 Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
119991 Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1, Россия
* E-mail: o_serenko@ineos.ac.ru
Поступила в редакцию 30.05.2023
После доработки 15.06.2023
Принята к публикации 15.06.2023
- EDN: OLUQMA
- DOI: 10.31857/S0023291223600414
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Аннотация
Исследованы покрытия на основе полидиметилсилоксанового каучука (ПДМС), сшитого MQ-смолой при разном ее содержании. Соотношение ПДМС : MQ-смола составляло 2 : 1, 1 : 1 и 2 : 1. Показано, что нанесение методом спин-коaтинга или дип-коaтинга гидрофобной композиции состава ПДМС : MQ = 1 : 1, не содержащей фторированных групп, на предварительно текстурированную поверхность позволяет получить супергидрофобные покрытия. Покрытия характеризуются экстремально высокими углами смачивания (170°) и углами скатывания не более 4°. Анализ изменения угла смачивания, поверхностного натяжения, контактного диаметра и объема капли воды, длительное время находящейся в контакте с покрытием, свидетельствует о высокой гидролитической стойкости полученных покрытий.
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Список литературы
Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. Hydrophobic materials and coatings: principles of design, properties and applications // Russ. Chem. Rev. 2008. V. 77. № 7. P. 583–600. https://doi.org/10.1070/RC2008v077n07ABEH003775
Zhang P., Lv F.Y. A review of the recent advances in superhydrophobic surfaces and the emerging energy-related applications // Energy. 2015. V. 82. № 15. P. 1068–1087. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.01.061
Emelyanenko A.M. Superhydrophobic materials and coatings. From basic researches to practical applications // Colloid J. 2022. V. 84. № 4. P. 375–379. https://doi.org/10.1134/S1061933X22040032
Sotoudeh F., Mousavi S.M., Karimi N., Lee B.J., Abolfazli-Esfahani J., Manshadi M. K.D. Natural and synthetic superhydrophobic surfaces: A review of the fundamentals, structures, and applications // Alex. Eng. J. 2023. V. 68. № 1. P. 587–609. https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.01.058
Khan M.Z., Militky J., Petru M., Tomkova B., Ali A., Toren E., Perveen S. Recent advances in superhydrophobic surfaces for practical applications: A review // Eur. Polym. J. 2022. V. 178. № 5. P. 111481. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2022.111481
Liu H., Liu D., Li P., Niu H., Jin H. Effect of superhydrophobic surface on the surface trap distribution of silicone rubber composites // Mater. Lett. 2023. V. 347. № 15. P. 134588. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.134588
Li A., Wei Z., Zhang F., He Q. A high reliability super hydrophobic silicone rubber // Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 2023. V. 671. № 20. P. 131639. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2023.131639
Leao A.G., Soares B.G., Silva A.A., Pereira E.C.L., Souto L.F.C., Ribeiro A.C. Transparent and superhydrophobic room temperature vulcanized (RTV) polysiloxane coatings loaded with different hydrophobic silica nanoparticles with self-cleaning characteristics // Surf. Coat. Technol. 2023. V. 462. № 15. P. 129479. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129479
Eduok U., Faye O., Szpunar J. Recent developments and applications of protective silicone coatings: A review of PDMS functional materials // Prog. Org. Coat. 2017. V. 111. P. 124–163. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017.05.012
Cao C., Ge M., Huang J. et al. Robust fluorine-free superhydrophobic PDMS-ormosil@fabrics for highly effective self-cleaning and efficient oil-water separation // J. Mater. Chem. A. 2016. V.4. № 31. P. 12179–12187. https://doi.org/10.1039/C6TA04420D
Chen D., Chen F., Hu X., Zhang H., Yin X., Zhou Y. Thermal stability, mechanical and optical properties of novel addition cured PDMS composites with nano-silica sol and MQ silicone resin // Compos. Sci. Technol. 2015. V. 117. P. 307–314. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2015.07.003
Kishi H., Nakamura T., Hagiwara S., Urahama Y. Thermo-reversible phase structures of lightly cross-linked PDMS/MQ silicone polymer blends // Polymer. 2020. V. 200. P. 122574. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2020.122574
Ji J., Ge X., Pang X., Liu R., Wen S., Sun J., Liang W., Ge J., Chen X. Synthesis and characterization of room temperature vulcanized silicone rubber using methoxyl-capped MQ silicone resin as self-reinforced cross-linker // Polymers. 2019. V. 11. № 7. P. 1142. https://doi.org/10.3390/polym11071142
Robeyns C., Picard L., Ganachaud F. Synthesis, characterization and modification of silicone resins: An “augmented review” // Prog. Org. Coat. 2018. V. 125. P. 287–315. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2018.03.025
Meshkov I.B., Kalinina A.A., Gorodov V.V., Bakirov A.V., Krasheninnikov S.V., Chvalun S.N., Muzafarov A.M. New principles of polymer composite preparation. MQ copolymers as an active molecular filler for polydimethylsiloxane rubbers // Polymers. 2021. V. 13. № 17. P. 2848. https://doi.org/10.3390/polym13172848
Bakirov A.V., Krasheninnikov S.V., Shcherbina M.A., Meshkov I.B., Kalinina A.A., Gorodov V.V., Tatarinova E.A., Muzafarov A.M., Chvalun S.N. True molecular composites: Unusual structure and properties of PDMS-MQ resin blends // Polymers. 2023. V.15. № 1. P. 48. https://doi.org/10.3390/polym15010048
Tatarinova E., Vasilenko N., Muzafarov A. Synthesis and properties of MQ copolymers: Current state of knowledge // Molecules. 2017. V. 22. № 10. P. 1768. https://doi.org/10.3390/molecules22101768
Meshkov I.B., Kalinina A.A., Kazakova V.V., Demchenko A.I. Densely cross-linked polysiloxane nanogels // INEOS Open. 2020. V. 3. № 4. P. 118–132. https://doi.org/10.32931/io2022r
Flagg D.H., McCarthy T.J. Rediscovering silicones: MQ copolymers // Macromolecules. 2016. V. 49. № 22. P. 8581–8592. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.6b01852
Sataeva N.E., Boinovich L.B., Emelyanenko K.A., Domantovsky A.G., Emelyanenko A.M. Laser-assisted processing of aluminum alloy for the fabrication of superhydrophobic coatings withstanding multiple degradation factors // Surf. Coat. Technol. 2020. Vol. 397. P. 125993. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125993
Boinovich L.B., Emelyanenko A.M., Emelyanenko K.A., Modin E.B. Modus operandi of protective and anti-icing mechanisms underlying the design of longstanding outdoor icephobic coatings // ACS Nano. 2019. V. 13. № 4. P. 4335–4346. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b09549
Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. The use of digital processing of video images for determining parameters of sessile and pendant droplets // Colloid J. 2001. V. 63. № 2. P. 159–172. https://doi.org/10.1023/A:1016621621673
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Коллоидный журнал