Гидрофобное покрытие это: Статьи — Документация — Дальснаб.Ру

Умные гидрофобные покрытия

Новые достижения в области материаловедения позволили создать умные функциональные покрытия, сочетающие в себе гидрофобные свойства с расширенной функциональностью, для промышленных, бытовых, медицинских и военных сфер применения. В данной статье рассматривается, как изготавливаются эти умные покрытия и как они могут быть использованы в будущем.

СОЗДАНИЕ УМНЫХ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ

Что мы подразумеваем под «умным» или функциональным покрытием?

Проще говоря, это покрытие, которое разработано так, что оно реагирует на окружающую среду определенным образом. Функциональные покрытия можно изготовить таким образом, чтобы они реагировали на конкретное воздействие, например, присутствие воды или других химических веществ, или физическое воздействие, например, температуру, электричество или свет. Гидрофобные материалы и покрытия используются на протяжении десятилетий. Сейчас ученых интересуют не только стандартные водоотталкивающие свойства, но и внедрение дополнительных возможностей для более специализированных областей применения.

Рисунок 1. Гидрофобно модифицированные смешанные оксиды металлов.

Функциональные покрытия создают путем изменения наноструктуры или химического состава самого покрытия или введения добавок для изменения способа реагирования покрытия в условиях определенного воздействия. Эти чувствительные к воздействию материалы могут химически или физически реагировать на окружающую их среду различными способами.

Например:

• Самоочищающиеся покрытия могут реагировать на определенные загрязняющие вещества и разбивать их на менее проблемные побочные продукты.
• Чувствительные полимерные покрытия могут изменять рельеф поверхности под воздействием света, чтобы модулировать такие характеристики как смачиваемость или поверхностное трение.[1]
• Капсула Battelle Smart Corrosion Detector® обнаруживает следы от химического воздействия и коррозии и высвобождает действующее вещество для устранения повреждений.

СОЗДАНИЕ ДОБАВКИ ДЛЯ САМООЧИЩАЮЩИХСЯ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ

Одним из примеров умной гидрофобной поверхности может служить новое химически стойкое покрытие (CARC), разработанное компанией Battelle для вооруженных сил США. Покрытия CARC используются для защиты военной инфраструктуры, транспортных средств и оборудования от таких химических веществ, как иприт и нервно-паралитические отравляющие вещества (зарин или виэкс) в зонах боевых действий. Традиционно покрытия CARC изготавливают путем добавления большого объема таких же пигментов и наполнителей, которые используются в красках, имеющихся в продаже.

Рисунок 2. Результаты измерения поверхностной энергии порошкового покрытия Powdura Polyester TGIC с катионной кремнийдиоксидной добавкой в различных количествах.

Такое добавление делает краску до некоторой степени гидрофобной, замедляя поглощение химических веществ покрытием и обеспечивая время для очистки от загрязнений.

Рисунок 3. Результаты измерения краевого угла смачивания порошкового покрытия Powdura Polyester TGIC с катионной кремнийдиоксидной добавкой в различных количествах.

С другой стороны, порошковое покрытие, разработанное компанией Battelle, активно отталкивает и обеззараживает химические вещества, обеспечивая более эффективную и длительную защиту. Вместо того, чтобы просто отталкивать химическое вещество, покрытие фактически разлагает остаточные следы загрязнения на менее вредные вещества. Новое покрытие CARC может существенно снизить затраты на очистку и окраску для военных.

Вместо дорогостоящей очистки и обезвреживания, персонал может рассчитывать на покрытие, которое очищает само себя. Материал можно добавить к любой краске или покрытию в виде порошка.

Умное покрытие CARC имеет двойную функциональность (рисунок 1), что позволяет ему отталкивать химические вещества на водной основе и самоочищаться от загрязнений:

• Модифицированные смешанные оксиды металлов обеспечивают гидрофобные свойства.
• Катионная кремнийдиоксидная группа разработана для очищения поверхности посредством реакции с любыми остаточными следами химических веществ и их разложение на безвредные соединения.

При проведении испытаний катионную кремнийдиоксидную добавку соединяли с порошком Powdura Polyester TGIC® в различных количествах (0-5 вес. %) и наносили на панели из стали и алюминия, обработанные с помощью Prekote®.

После нанесения и отверждения покрытий проверяли их химическую стойкость с помощью испытаний на смачиваемость поверхности (рисунок 3), поверхностную энергию (рисунок 2) и стойкость к воздействию метилэтилкетона (таблица 1). Эти испытания показали, что добавка обеспечивает превосходную устойчивость к химическому воздействию, причем стойкость повышается с увеличением количества используемой добавки. Помимо перечисленных испытаний, также были проведены испытания механических свойств (таблица 1), которые показали, что покрытия с добавкой сохраняют отличные механические свойства. По сравнению с традиционными порошковыми покрытиями функциональное катионное покрытие на основе диоксида кремния демонстрирует более высокую водостойкость и стойкость к растворителю, более низкую поверхностную энергию и увеличение химической стойкости.

В данном покрытии CARC была также предусмотрена способность к самоочищению от загрязнений. Порошки оксидов металлов, такие как оксид магния, оксид алюминия, оксид цинка, оксид кальция и диоксид титана, были исследованы на предмет обезвреживания отравляющих химических веществ. [2-7] Было высказано предположение, что химические вещества адсорбируются на оксидах металлов (рисунок 4), а их окисление и гидролиз происходят на адсорбированных участках.

Рисунок 4. Адсорбция типичного соединения зарина на оксиде магния. Источник: Morris Group Virginia Tech.

Это приводит к превращению отравляющих химических веществ в безопасные (или менее опасные) продукты. Функциональная кремнийдиоксидная группа может быть подобрана в соответствии с различными эксплуатационными требованиями. Подобную технологию очистки поверхности можно разработать для других областей применения в потребительских и промышленных сферах, например, промышленные краски, которые реагируют с токсинами и канцерогенами, разрушая их на менее вредные вещества. Ее также можно использовать в материалах и оборудовании для аварийно-спасательных служб или работников заводов и лабораторий, которые подвергаются воздействию токсичных или канцерогенных веществ.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УМНЫХ ГИДРОФОБНЫХ ПОКРЫТИЙ

Применение умных гидрофобных поверхностей не ограничивается удалением опасных химических веществ и токсинов. Функциональные покрытия можно разработать для разнообразных целей, например:

• Противомикробное действие. Противомикробные покрытия могут помочь уменьшить перекрестное загрязнение поверхностей и внутрибольничных инфекций в лечебных учреждениях. Благодаря гидрофобным свойствам эти покрытия могут предотвратить адгезию микроорганизмов. Дополнительную функциональность можно обеспечить путем добавления функциональных групп, способных обнаруживать химические признаки бактерий и выполнять определенные действия, например, изменять цвет или электрические свойства, чтобы обозначить загрязнение.
• Предотвращение биологического обрастания. Прибрежная инфраструктура и морские суда предрасположены к биологическому обрастанию мелкими морскими организмами, такими как мидии и ракушки. Функциональные покрытия можно разработать таким образом, чтобы они снижали способность морских организмов и бактерий приклеиваться к кораблям, буровым вышкам, швартовным цепям и другим прибрежным объектам инфраструктуры. Снижение биообрастания в судоходной отрасли не только защищает судно и уменьшает сопротивление, но и может способствовать меньшему распространению инвазивных видов во всем мире.
• Антикоррозионное действие. Функциональные покрытия могут обеспечить повышенную защиту объектов инженерной инфраструктуры, нефтегазопроводов и нефтегазового оборудования, индивидуальных и военных транспортных средств, и других элементов инфраструктуры. В дополнение к действию описанной выше капсулы Smart Corrosion Detector, функциональные поверхности могут быть разработаны для обнаружения и реагирования на присутствие бактерий, вызывающих коррозию.
• Защита от обледенения. Гидрофобные поверхности могут уменьшить нарастание льда на крыльях самолета, объектах инженерной инфраструктуры и других наружных компонентах.

Разработка покрытия, которое отвечает всем необходимым требованиям и при этом обеспечивает одну из перечисленных дополнительных функций, – это сложная задача, требующая определенных усилий. Единственное, в чем мы можем быть уверенны, это то, что через 10 лет мы будем стремиться производить покрытия, которые бы обеспечивали еще более расширенные дополнительные функции, чем сейчас.

ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ

Разработка функциональных гидрофобных поверхностей требует оптимального сочетания функциональных требований и других механических и эксплуатационных характеристик с учетом экономических и нормативных факторов.

Изменение состава покрытия для введения функциональных групп может изменить его свойства не так, как ожидалось; полученная поверхность может быть менее твердой, менее прочной, менее цветостойкой или может демонстрировать другие негативные характеристики. С другой стороны, состав может зависеть от материалов, которые могут быть дорогостоящими, труднодоступными, опасными, токсичными или подлежать жесткому регулированию.

Поиск верного решения возлагается на материаловедов, которые оценивают ряд факторов:

• Необходимые функциональные и технические характеристики. Какое покрытие необходимо получить? Каким эксплуатационным характеристикам оно должно соответствовать (например, твердость, долговечность и так далее)? Каков предполагаемый срок службы?
• Условия эксплуатации. Где и кем будет использоваться покрытие (например, больница, коммунально-бытовые или военно-полевые условия)? Какому воздействию будет подвергаться материал в процессе использования (например, вода, химические вещества или другие материалы)? С какими материалами он должен быть совместим, включая подложку и другие материалы, с которыми он будет соприкасаться?
• Цепь поставок, возможности производства и экономические вопросы. Является ли предложенное решение экономически целесообразным? Легко ли его масштабировать для производства? Предполагается ли использование редких материалов с ограниченным числом поставщиков? Насколько дорогие материалы? В каком ценовом диапазоне должен находиться готовый продукт?
• Безопасность, охрана окружающей среды и нормативное регулирование. Каким видам регулирования подлежит продукт? Должен ли продукт проходить проверку Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США или другими контролирующими органами? Какое воздействие на окружающую среду будет оказано в течение всего жизненного цикла продукта, включая производство, эксплуатацию и утилизацию (например, выделяет ли покрытие химические вещества или наночастицы)?

При разработке умных гидрофобных покрытий материаловеды должны учитывать все эти факторы. Функциональное покрытие, которое соответствует техническим требованиям, но не пригодно для масштабного производства или не прошло нормативный контроль, нельзя вывести на рынок. В компании Battelle научный коллектив, работающий по программе Surface Science, разрабатывает готовые к выходу на рынок покрытия, которые соответствуют конкретным функциональным и эксплуатационным требованиям, для военной, промышленной и потребительской областей применения. По мере того, как достигаются определённые успехи в области материаловедения, особенно в наноматериалах и материалах, чувствительных к воздействию, перспективы умных гидрофобных покрытий становятся практически безграничными.

В будущем краски и покрытия могут стать чем-то гораздо большим, чем просто красивая поверхность. Многие из них будут умными, функциональными материалами, которые реагируют на окружающую их среду и изменяют ее.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Стумпел Дж.; Вроер Д.; Шеннинг А. Чувствительные к свету полимерные покрытия. Журнал Chemical Communications. Выпуск 100, (сентябрь 2014 г.). Получено в ноябре 2016 г. с сайта: http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2014/CC/C4CC05072J#!divAbstract.
2. Обезвреживание боевых химических веществ с помощью наноразмерных оксидов металлов. В защиту применения наноматериалов, Американское химическое общество: Вашингтон, округ Колумбия, 2009 г.; стр. 139-152.
3. Джордж У.У. Обезвреживание боевых химических веществ с помощью наноразмерных оксидов металлов. Наноразмерные материалы в химии: экологичное применение, Американское химическое общество: 2010 г.; вып. 1045, стр. 125-136.
4. Махато Т. Х.; Прасад Г.К.; Сингх Б.; Ачария Дж.; Сривастава А.Р.; Виджайрагхаван Р. Применение нанокристаллического оксида цинка для дегазации зарина. Журнал Journal of Hazardous Materials, 2009 г., 165 (1–3), 928-932.
5. Мартьянов И.Н.; Клабунде К.Дж. Фотокаталитическое окисление газообразного 2-хлорэтилэтилсульфида TiO2. Журнал Environmental Science & Technology 2003 г., 37 (15), 3448-3453.
6. Прасад Г.К.; Махато Т.Х.; Сингх Б.; Панди П.; Рао А.Н.; Ганесан К.; Виджайрагхаван Р. Дегазация сернистого иприта на наноструктурах из оксида марганца. AIChE Journal 2007, 53 (6), 1562-1567.
7. Шейнкер В.Н.; Митчелл М.Б. Количественное исследование распада диметилметилфосфоната (DMMP) на оксидах металлов при комнатной температуре и выше. Химия материалов, 2002, 14 (3), 1257-1268.

Гидрофобное покрытие для автомобиля. Зачем же оно нужно? Что это дает и стоит ли того? | Детейлинг Студия ATDetailing

Зачем же оно нужно? Что это дает и стоит ли того? Эти вопросы возникают абсолютно у всех, кто никогда не пользовался такими услугам как нанесение этого средства. Единственное что все знают, это эффект, при котором вода с кузова и стекол легко стекает. Большинство из нас пользуются этим покрытием для стёкол, а вот покрытием всего кузова нет.

Давай те разберем более подробно, что такое гидрофобное покрытие, чем полезно, как наносится и сколько стоит.

Главное свойство это то, что грязь не прилипает, ей просто незачто зацепиться. Вы наверное обращали внимание, что особенно бросаются в глаза автомобили в общем потоке, которые даже в слякотную погоду выделяются чистотой кузова. Нет, эти автомобили не выехали 10 метров назад с мойки, именно они покрыли автомобиль гидрофобным покрытием.

Конечно автомобили при ближайшем рассмотрении не идеально чистые, на них тоже есть грязь, но просто не в таком количестве.

Эстетический смысл покрытия не самый главный, куда важнее это уменьшение грязи той, которая удаляется только при помощи только глубокой и контактной мойкой. Соответственно ЛКП больше защищено и особенно всевозможные резинки. Кузов в любом случае прослужит дольше.

Гидрофобное покрытие для кузова автомобиля

Часто встречаются автовладельцы, которые ухаживают за автомобилем весной. Вы же наверное часто слышите фразы типа: Сейчас погода плохая, весна настанет, солнышко выглядит, вот и за автомобилей поухаживаю, а сейчас то что, все равно испачкается. Мы же, советуем нанесение покрытие именно перед зимой и осенью. Именно тогда, поводя процедуру Вы защищаете автомобиль, а не только заботитесь об внешней красоте.

Часто встречаются автовладельцы, которые ухаживают за автомобилем весной. Вы же наверное часто слышите фразы типа: Сейчас погода плохая, весна настанет, солнышко выглядит, вот и за автомобилей поухаживаю, а сейчас то что, все равно испачкается. Мы же, советуем нанесение покрытие именно перед зимой и осенью. Именно тогда, поводя процедуру Вы защищаете автомобиль, а не только заботитесь об внешней красоте.

Можно нанести просто гидрофобное покрытие, но мы еще советуем нанести осушающий воск. Он продлит срок службы гидрофоба , но при этом и сам имеет то же свойство, которое держится в течении нескольких моек.

Стоит знать, что нанести самостоятельно средство возможно, но лучше этого не делать. Если у Вас нет под рукой чистого, не пыльного помещения, правильного и профессионального оборудования, то ничего хорошего у Вас не получится.

Любое покрытие подразумевается тщательную подготовку автомобиля перед началом работ

1. Автомобиль необходимо качественно очистить.
2. Удаление с поверхностей даже самую мелкую пыль;

3. При необходимости ремонт сколов, царапин .

Мы профессиональная команда , которая любит свое дело. Мы подберем материалы, которые подойдут именно вашему автомобилю. Вы останетесь довольны!

Стоимость нанесения покрытия именно Вашего авто можно узнать по телефону. Наша детейлинг студия находится

Наша Детейлинг Студия https://atdetailing.ru/Инстаграм https://www.instagram.com/atdetailing17/ Ждем Вас в Москве

Москва, ул. Ташкентская, д.28, строение 1, бокс 338

Москва, проспект Мира, д. 150 (гостиница «Космос»)

8985-595-77-47

Что такое гидрофобное покрытие? Где используется?

Гидрофобия, что бы его понять нужно окунуться в химию.

В химии есть 2 типа комплексов, Полярные и Неполярные.

Как нам отвечает википедия:

«Полярность химических связей — характеристика химической связи (как правило, ковалентной), показывающая изменение распределения электронной плотности в пространстве вокруг ядер в сравнении с распределением электронной плотности в образующих данную связь нейтральных атомах.»

Другими словами и что бы лучше запомнить, приведём пример. Представим 2 мужика, оба качка с одинаковой силой. Когда они начнут тянуть канат то никто не победит, они оба остануться стоять на месте.

Это пример неполярных молекул, пример H — H, F — F… атомы с обоих сторон одинаковые, то есть тут у нас нет поляности, нет выражающегося плюса и нет вырожающегося минуса. Так же и масло, почти все виды мысла вляються неполярными.

А теперь полярные, это те которые имеют разницу в силе. Дрыщ и качок при перетягивании каната. Где то будет плюс где то будет минус, яркий тому пример молекула воды h3O и Nh4

Как видно на картинке у этой молекулы нет симетрического распределиня плюса и минуса.

Именно поэтому полярные и неполярные молекулы не смешиваються, именно поэтому вода и масло делиться на 2 слоя и именно это качество используеться в слове гидрофобном покрытие.

Как мы знаем вода у нас полярная, тогда покрытие сделано с неполярного материала и вода просто не сможет проникнуть внутрь или смешаться. Покрытие будет отталкивать воду как магнит.

Часто такие покрытия используються на экране каджетов, к примеру айфоны, что бы не оставалиьс следы от пальцев. Также такие покрытия начали использовать на одежде, что бы одежда не так пачкалась или даже не пропахивалась потом.

Есть даже специальные спреи которые наносят в основном на обувь, по тем же причинам, вы ступили в болото, взяли тряпочку и лёгким движением руки ваши новые белинькие кросовки опять новые и белинькие.

Пару лет назад возле одного ночного клуба, куда люди ходили справлять нужду по маленькому, стены покрасили в гидрофобное покрытие. Еффект отталкивающего назад магнита ощутили многие =)

виды и особенности применения гидрофобизаторов Гидрофобное покрытие состав

Чего боятся автомобили? Неумелой езды владельца, некачественных запчастей и , погодных условий и плохих дорог. Все они по-своему влияют на срок эксплуатации авто, но особенно зависит внешний вид машины от неблагоприятных атмосферных воздействий. Нам всем известно, насколько дорогостоящим может быть ремонт покрытия кузова автомобиля, поэтому давайте разберёмся, как на этом сэкономить или даже избежать такого радикального вмешательства в состояние автомобильной поверхности.

Чтобы защитить автомобиль от влаги, используется водоотталкивающее покрытие, которое можно нанести на кузов в СТО или своими руками:

• грунтовка;
• водостойкая краска по металлу;
• гидрофобный состав может быть фирменным или сделанным своими руками.

Водостойкая краска

У современной краски по металлу есть благоприятная для кузова возможность противостоять коррозии путём её преобразования благодаря особому составу. Она легко ложится на металлическую поверхность без неприятного запаха, гигиенична. Чтобы такая краска начала действовать, её наносят на кузов обычным способом. Применение инноваций в изготовлении лакокрасочных автомобильных материалов удлиняет срок эксплуатации автомобиля.

В любом случае, пользуетесь ли вы услугами специалистов в СТО или хотите сделать гидрофобное покрытие автомобиля своими руками, необходимо чётко следовать инструкции производителя водоотталкивающих составов.

Как происходит процесс нанесения противокоррозийной водоотталкивающей автомобильной краски, которую можно нанести своими руками:

1. Подготовка кузова, то есть грамотная очистка от грязи всех элементов. Для этого может понадобиться не только мойка, но и разборка-сборка кузова. Затем поверхность зачищают от ржавчины с помощью химических препаратов (растворителей) или же техники (шлифовальными аппаратами), шлифуют и обезжиривают с помощью растворителей или .
2. Перед самой покраской необходимо нанести грунт, чтобы улучшить и усилить антикоррозионные свойства и сцепление. Грунтовка тоже может быть водоотталкивающей.
3. На последнем этапе лакокрасочная водоотталкивающая смесь загружается в краскопульт и распыляется на кузов.

Гидрофобное покрытие

Новое поколение гидрофобного покрытия обладает уникальной стойкостью к влиянию влаги и погодных условий, а также полностью изолирует поверхность кузова от внешней среды.

Каждая разновидность гидрофобного покрытия имеет свои особенности

Водоотталкивающие составы бывают:

• восковые. Отличный вариант для обработки изгибов и внутренних поверхностей кузова, поскольку такие составы не растекаются по поверхности. Экологические свойства водоотталкивающих обеспечиваются отсутствием ядовитых и токсичных ингредиентов, опасных для здоровья человека и окружающей среды;
• кремниевые. Лаки и эмали, в которых содержатся кремниевые смеси, не только безвредны и экономичны, но и прочны. Такими составами очень легко обеспечить защиту кузова от коррозии;
• силиконовые. Тонкая защитная плёнка обладает высокой прочностью и износостойкостью. Одной из причин популярности влагозащитных грунтовок по металлу является наличие в их составе силикатов и алкоксисиланов, которые не только усиливают антикоррозийные свойства, но и стойкость к ультрафиолетовым лучам;
• влагостойкие добавки в растворы;
• полимерные. Наличие уретана и тефлоновых соединений в составе полимерных гидрофобных смесей защищает не только от влаги, но и маскирует мелкие дефекты кузова, придаёт покрытию безупречный глянцевый блеск. Выпускается химической промышленностью в виде пасты, аэрозоля и жидкости;
• остальные.

Как наносят гидрофобное покрытие

1. Кузов чистится от грязи, пыли и других загрязнений с помощью мойки и обезжиривателей.
2. Полностью полируется вся поверхность кузова.
3. На отполированную поверхность наносится защитный гидрофобный состав, который обладает свойством глубокого проникновения в поры лакокрасочного покрытия кузова для создания стойкого водоотталкивающего барьера.

Обязательным условием оптимального результата нанесения гидрофобного состава является отсутствие эксплуатации автомобиля в течение как минимум часа, а также 3–4 дня избегать мойки. Перед нанесением гидроизоляционной смеси хорошо бы вымыть авто спецшампунем, а затем обработать подготовительным полиролем. Если у вас автомобиль российского производства, следует применять средства, предписанные заводом-изготовителем именно для этого вида транспорта.

В результате нанесения гидрофобного покрытия корпус машины станет максимально гладким, поэтому агрессивным химическим веществам будет почти невозможно проникнуть в лакокрасочное покрытие и повредить блеск, красоту и первозданный вид автомобиля.

Как влияет гидрофобный состав на комфортность езды

Гидрофобные составы наносят не только на кузов, но и на стёкла для улучшения видимости дороги во время сложных погодных условиях:

1. Облегчается очищение стёкол от капель грязи, прилипших насекомых, наледи, инея, а самоочищение включается на скорости от 60 км/ч.
2. Реже необходимость включения во время езды со скоростью от 80 км/ч.
3. Экономится расход омывателя стекла.
4. Отличный антибликовый эффект приглушает свет фар встречных машин.
5. Снижение риска ДТП ввиду улучшения видимости дороги.

Как можно объяснить действие гидрофобного состава, нанесённого на автомобильные стёкла? Их поверхность становится водоотталкивающей, следовательно, грязь со снегом и дождём не размажется по стеклу, а соберётся в капли и разбежится в стороны под воздушным потоком при скорости от 60 км/ч и выше.

Видимость при плохих погодных условиях улучшится

Следует учитывать, что свойства водоотталкивающих составов для автомобильных стёкол недолговечно, поэтому покрытие необходимо обновлять каждые 2–6 месяцев в зависимости от производителя.

В любом автомагазине, автосервисе или интернет-компании можно приобрести автохимию, в том числе гидрофобные, антистатические и атмосферостойкие покрытия для кузова и стёкол автомобиля отечественных и зарубежных производителей. Все они рассчитаны на разный способ нанесения с помощью техники или своими руками и обладают различными свойствами и сроком действия. Обычно гидрофобные средства для стёкол называются нанопокрытием или антидождём.

Гидрофобное покрытие своими руками

Если вы хотите сэкономить на покупке фирменного водоотталкивающего покрытия, можно изготовить антидождь своими руками. Для этого достаточно купить в автомагазине средство, содержащее силиконовые полимеры. Обычно это жидкий силикон в виде аэрозоля для устранения скрипов в салоне. Его вполне допустимо распылить на стёкла, он будет оказывать такое же воздействие, как и фирменный антидождь, но с меньшим сроком службы. Желательно такой спрей не применять на кузове.

Существуют народные средства для того, чтобы сохранять чистое стекло и кузов даже во время ливня. Для этого можно своими руками сделать домашний антидождь по следующей инструкции:

• берут 1 часть парафина (можно взять парафиновую свечу) на 20 частей уайт-спирита;
• парафин при этом следует мелко нарезать или измельчить в крошку для лучшего растворения в растворителе;
• тщательно размешать состав до однородности;
• готовую смесь нанести на чистое стекло и кузов;
• через некоторое время уайт-спирит полностью улетучится, после этого обработанную поверхность отполировать бумажными салфетками.

Единственным недостатком приготовленного влагоотталкивающего состава является срок службы не более 2 месяцев, после чего обработку следует повторить.

Таким образом, каждый автовладелец может выбирать — нанести фирменное гидрофобное покрытие или же сделать неплохой заменитель своими руками по народным рецептам. В любом случае вы получите хорошую видимость на дороге в дождь и снег, что гарантирует вам безопасное и комфортное передвижение.

Зачем нужны водоотталкивающие пропитки, на каких законах физики основано действие Durable Water Repellent, какими бывают современные DWR и как выбрать подходящую пропитку для защиты одежды и снаряжения от влаги

Обладатели современной туристической одежды или обуви часто сталкиваются с рекомендациями производителей периодически обрабатывать изделия водоотталкивающей пропиткой DWR. Это не вызывает возражений, когда речь идет, например, о флисе, но к чему пропитка мембранной одежде? Ведь наличие мембраны уже подразумевает, что изделие будет надежно защищать от дождя или мокрого снега.

О том, как работает сама мембрана, мы писали в статье о . Но эффективность мембраны зависит от многих факторов и не в последнюю очередь от DWR.

Даже самая дорогая мембрана разочарует своего владельца, если дополнительное водоотталкивающее покрытие не будет защищать ее от внешней влаги.

Для чего нужна водоотталкивающая пропитка

Строго говоря, водоотталкивающая пропитка нужна не мембране, а лицевой стороне мембранного сэндвича. Именно наружный слой одежды или обуви в первую очередь подвергается воздействию влаги. К чему приводит намокание внешнего слоя?

Вода, впитанная волокнами, заполняет все воздушные промежутки в ткани и создает препятствия для свободного выхода испарений. Дышащая способность мембраны резко снижается — испарениям некуда деться и человек начинает потеть.

В результате замещения воздуха водой повышается общая теплопроводность слоя одежды — в ней становится холоднее.

Пропитанная водой наружная ткань тяжелеет.

Для того чтобы избавиться от этих проблем, как раз и применяется пропитка DWR.

Как работает водоотталкивающая пропитка DWR

Durable Water Repellent (DWR) — долговременная защита от влаги. Чтобы понять принцип работы пропитки, необходимо вспомнить о некоторых физических свойствах жидкости, а именно об эффекте поверхностного натяжения и капиллярных явлениях, которые еще называют фитильным эффектом.

О важных особенностях воды

Силы поверхностного натяжения возникают из-за того, что молекулы воды притягиваются друг к другу. Взаимное притяжение молекул заставляет воду собираться в капли. Влажный конденсат на охлажденной поверхности, мелкий водяной бисер или барабанящий по зонту дождь — все это водяные капли различных размеров. Силы взаимного притяжения молекул невелики, и крупную каплю можно легко разрушить. Однако законы физики нарушить сложнее: большая капля разобьется на сотни мелких, но принцип их формирования останется таким же.

Какой бы маленькой ни была капля, «сито» климатической мембраны не может пропустить ее сквозь себя — даже самые крошечные из капель слишком велики, чтобы проникнуть сквозь мембранные поры. Чем больший объем воды вбирает в себя капля, тем большая площадь на поверхности материала освобождается от водяной пленки. Это значит, что площадь, через которую испарения выводятся от тела, увеличивается. Можно сказать, что «упитанная» и ясно очерченная капля — залог успешной работы мембраны.

Если притяжение между молекулами воды и молекулами твердого тела намного слабее, чем притяжение молекул воды друг к другу, то капля лежит на поверхности твердого тела и не смачивает его

Но может ли что-то разрушить каплю, размазать ее до бесформенной пленки на поверхности материала? К сожалению, да. Дело в том, что молекулы воды притягиваются не только друг к другу. Между молекулой воды и молекулой любого другого вещества, с которым вода соприкасается, тоже возникает притяжение. В некоторых случаях оно настолько сильно, что молекулы воды буквально тянутся к молекулам иного материала, и если это притяжение сравнимо с силами поверхностного натяжения, капля растягивается, растекается по материалу. В таких случаях обычно говорят, что материал хорошо смачивается.

Но если притяжение между молекулами твердого тела и молекулами воды слабое, то смачивания не произойдет.

Если притяжение между молекулами воды и молекулами твердого тела сильнее, чем притяжение молекул воды друг к другу, то капля растекается по поверхности твердого тела и впитывается в его поры — поверхность твердого тела смачивается

Большая часть текстильных материалов соткана из нитей, а нити скручены из волокон. В их переплетениях множество воздушных полостей-капилляров, и если материал хорошо смачивается, то он втягивает воду во все эти полости. Этот втягивающий эффект и называется фитильным или капиллярным. Понятно, что пока материал пропитан водой, ни о какой транспортировке пара сквозь него не может идти и речи.

Мы знаем, как ведет себя вода на поверхности, обработанной жиром, — она скатывается в капли, похожие на бисер, не растекается и легко стряхивается. Жир не притягивает воду. И мы помним, что происходит с футболкой, когда мы попали под дождь или вспотели, — молекулы воды притягиваются к молекулам материала, и по тончайшим капиллярам жидкость распределяется по ткани, смачивая ее волокна.

Как избежать капиллярного эффекта? Как ослабить притяжение между молекулами воды и молекулами вещества, из которых состоят волокна ткани? Как предотвратить смачивание и сохранить каплю воды «упитанной», самостоятельной и независимой?

Именно эту задачу и решает DWR.

Фокус с подменой

Законы физики изменить нельзя, но что мешает использовать их в своих интересах? Смачиваемость различных материалов зависит от многих факторов, прежде всего от свойств и структуры волокна, шероховатости поверхности, ее форм и размеров. Искусственные волокна, например полиэстер, имеют, как правило, низкую смачиваемость, натуральные — хлопок или шерсть — смачиваются намного лучше. Если материал, применяемый в наружном слое одежды, слишком хорошо смачивается, то, может быть, стоит заменить его на другой, менее дружелюбный по отношению к воде?

Такое решение было бы идеальным, но, к сожалению, оно труднореализуемо. Дело в том, что материал для изделия подбирается по совокупности нескольких параметров, и характеристика смачиваемости — только один из них. Но если нельзя заменить материал, то, может быть, можно изменить его свойства? Например, нанести на смачиваемый материал тончайшую пленку несмачиваемого вещества и тем самым «обмануть» воду?

Пропитка DWR работает именно так. Вещество, практически не притягивающее молекулы воды, наносится на лицевую ткань и покрывает ее нити. Вода перестает впитываться в материал и собирается в капли на его поверхности. Ткань становится гидрофобной, то есть она не смачивается и при этом пропускает сквозь себя пар.

Вещества, снижающие смачиваемость

Жирование и обработка воском — традиционные способы придания материалу гидрофобных свойств. Жир и воск издревле применяют для защиты обуви от промокания, они являются классической водоотталкивающей пропиткой. После нанесения воска между кожей ботинок и внешней влагой образуется дополнительная прослойка из вещества, молекулы которого не притягивают или очень слабо притягивают молекулы воды. В результате такой обработки на какое-то время ботинки будут защищены от намокания.

Но для обработки высокотехнологичных мембранных материалов ни жир, ни воск не подходят. Относительно толстая пленка этих веществ создаст препятствие не только для атмосферной влаги, но и для пара, который мембрана должна выводить наружу.

Современные химические водоотталкивающие пропитки — это растворы или эмульсии, которые при нанесении на ткань или другой материал пропитывают ее волокна, после чего растворитель испаряется, а на поверхности ткани остается тонкий гидрофобный слой водоотталкивающего вещества. Вода, попадая на этот защитный слой, не проникает в ткань, скатывается в капли, стекает и легко стряхивается.

Виды современных водоотталкивающих пропиток

Следует различать первичную заводскую водоотталкивающую обработку, которая осуществляется производителем, и вторичную, восстанавливающую, которую обычно проводит владелец изделия после стирки или определенного срока эксплуатации.

По своему назначению водоотталкивающие пропитки DWR можно условно разделить на несколько групп:

пропитки для водонепроницаемых дышащих тканей с мембраной;

пропитки для водонепроницаемых дышащих тканей без мембраны;

пропитки для изделий с утеплителем;

пропитки для тканей, где паропроницаемость не важна;

пропитки для обуви.

Пропитки для тканей с мембраной являются специализированными. Их разрабатывают таким образом, чтобы обеспечить гидрофобность лицевой ткани и в то же время не помешать работе мембраны.

Пропитки для дышащих тканей без мембраны не должны препятствовать транспортировке испарений изнутри.

Пропитки для изделий, где паропроницаемость не важна, подойдут для большинства изделий, не относящихся к одежде, например палаток или рюкзаков.

Средства обработки для обуви могут быть и универсальными, и предназначенными для конкретных видов материалов, например кожи или текстиля.

Поэтому при выборе пропитки следует всегда точно придерживаться назначения данной DWR и инструкции по ее применению.

Долговременное воздействие влаги и ультрафиолетовых лучей, перепады температуры, трение, грязь и стирка постепенно удаляют водоотталкивающее вещество с поверхности и из пор обработанной ткани, поэтому пропитку рекомендуют время от времени обновлять, чтобы восстановить защитные функции одежды и снаряжения.

Особенно внимательно следует относиться к той зоне плеч, которая находится под лямками рюкзака, — водоотталкивающая пропитка стирается там быстрее всего.

Классификация водоотталкивающих пропиток по степени защиты

Водоотталкивающие пропитки разделяют не только по назначению, но и по их устойчивости к смыванию. Эта характеристика отражается в аббревиатуре (WR, DWR или SDWR) и указывает на количество «стирок», после которых водоотталкивающее покрытие сохраняет 80 % эффективности. Под эффективностью в данном случае подразумевается площадь ткани, которая сохранила способность отталкивать воду.

Применяемые аббревиатуры относятся прежде всего к заводским технологиям нанесения водоотталкивающих пропиток. Тип заводской обработки можно узнать либо с ярлыка, либо из описания изделия или материала на сайте производителя.

WR (Water Repellent) — 5/80

Самая слабая устойчивость. В среднем такая пропитка теряет 20 % эффективности уже после 5 стирок.

DWR (Durable Water Repellent) — 10/80-20/80

Нормальная устойчивость. На большую часть мембранных штормовок нанесено именно такое покрытие. Сохраняет 80 % эффективности после 10-20 стирок.

SDWR (Super Durable Water Repellent) — 50/80-100/80

Высокая устойчивость. Характерна для пропиток, применяющихся в мембранных материалах и изделиях топ-класса. Сохраняет 80 % эффективности после 50-100 стирок.

Слово «стирок» взято нами в кавычки не зря. К сожалению, производители предпочитают не упоминать тот факт, что стирка в их понимании — это простое полоскание изделия в теплой воде в щадящем режиме и без всяких моющих средств. Как только владелец изделия начинает пользоваться моющими средствами, картина меняется.

При стирке с применением специальных шампуней, предназначенных для ухода за мембранными тканями, показатели устойчивости пропиток падают примерно в 5 раз. То есть пропитку WR придется восстанавливать уже после первой стирки, а DWR — примерно после третьей.

В случае применения обычного стирального порошка ситуация еще хуже — большая часть водоотталкивающих пропиток не выдержит и одной такой стирки.

Состав пропиток

Всякая пропитка состоит из двух основных компонентов — действующего вещества и растворителя. Современные DWR могут быть на углеводородных растворителях или на водной основе.

Углеводородные DWR содержат фторкарбоновые смолы, где действующим веществом чаще всего является политетрафторэтилен (фторопласт, тефлон). Молекулы политетрафторэтилена примерно в четыре раза «слабее» молекул воды. По притягивающей способности политетрафторэтилен уступает многим веществам, поэтому поверхность, покрытая им, на ощупь кажется скользкой и даже жирной.

Однако такие пропитки считаются не только прочными, но и вредными. Они имеют сильный химический запах растворителя, их следует наносить только на сухие вещи, а обработка должна происходить на открытом воздухе. Однако наибольшие экологические проблемы возникают еще на стадии производства, когда использование вредных веществ осуществляется в промышленных масштабах. Недаром в последние годы в индустрии outdoor все чаще возникают дискуссии о негативном влиянии перфторированных соединений на экологию. Появился запрос на поиск решений, минимизирующих вредное воздействие DWR на человека и природу.

Пропитки на водной основе считаются более экологичными, они не содержат ядовитых растворителей и не имеют такого сильного запаха. Их можно наносить и на сухие, и на мокрые вещи. В составе таких DWR содержится силикон, притягивающий молекулы воды не намного сильнее, чем политетрафторэтилен.

По способу нанесения DWR бывают в виде жидкостей в небольших емкостях или в виде спреев. Жидкие DWR применяются или сразу после стирки — изделие опускают на время в воду с раствором, — или наносят поролоновой губкой, выдавливая раствор из тубы. Спреями удобно пользоваться в походных условиях.

Основное правило обработки любой пропиткой — вещь не должна быть грязной.

Наиболее известными производителями современных водоотталкивающих пропиток на российском рынке являются Granger`s, Nikwax, Storm Waterproofing, Woly Sport, Holmenkol, Toko, Salamander, Kongur, Collonil.

Резюме

Водоотталкивающая пропитка Durable Water Repellent (DWR) — это средство обработки внешней стороны одежды, обуви или снаряжения для придания им гидрофобных свойств.

• По степени эффективности пропитки делятся на WR (5/80), DWR (10/80-20/80), SDWR (50/80-100/80) — первое число в отношении указывает на количество стирок, при котором сохраняется 80 % эффективности пропитки.

Пропитки DWR обеспечивают эффективную работу мембраны во время дождя или в условиях высокой влажности.

Трение, длительное воздействие влаги, ультрафиолетовых лучей, загрязнение и частые стирки разрушают водоотталкивающее покрытие, поэтому пропитку следует время от времени обновлять.

Пропитки DWR различаются по своему назначению. Они используются как для мембранной, так и любой другой водоотталкивающей воздухопроницаемой одежды, а также для одежды с утеплителем и обуви.

• При выборе DWR следует всегда придерживаться назначения данной пропитки и точно следовать инструкции по ее применению.

Мы любим свои автомобили. Порой, даже слишком сильно, иногда мы их балуем. Но, согласитесь, каждому приятно смотреть на сверкающий ухоженный кузов, сияющие кристально чистые стекла и фары, когда на лаке ни царапинки, а покрышки всегда как с полки магазина. Но за все надо платить, в том числе и за красоту и ухоженность автомобиля. Сколько и чем, вопрос другой. Его мы сегодня и поднимем.

Зачем используют гидрофобные покрытия

Вода — главный враг железа и внешних декоративных элементов, а в комплексе с пылью — это идеальное средство, чтобы за несколько лет уничтожить лакокрасочное покрытие кузова, добраться до металла и раздуть очаги коррозии. Тогда — все, молодость автомобиля заканчивается, начинается лечение. Гидрофобные покрытия для автомобиля способны предотвратить вредные для техники воздействия и продлить молодость любимой машине.

Идеальных условий эксплуатации не существует, как и не существует идеальных средств борьбы с водой, коррозией, царапинами и сколами на стёклах, выгорания краски и помутнения лака. Но попробовать можно. Вот что предлагают многочисленные сервисы, обещающие превосходный внешний вид кузову, фарам, стёклам. Цена обработки автомобиля корректируется в зависимости от размеров кузова и статуса авто, а в этой таблице она указана в вечнозелёных американских долларах.

Эмали и грунтовки с водоотталкивающим действием

Как видим, каждый состав имеет особенности и разную цену. Чем они отличаются и какое покрытие для кузова, стёкол и фар лучше, нужно разбираться. С внутренними поверхностями кузова и обработкой металла перед покраской все более-менее понятно. Для этого есть гидрофобные грунтовки и краски, мастики. Они наносятся либо перед покраской кузова, либо заливаются в полости под давлением и противостоят прямому контакту металла с водой.

Новые поколения гидрофобных покрытий предлагаются под самыми разными соусами. Среди таких материалов есть и бесполезные, или даже вредные для ЛКП или стёкол составы, но есть и такие, за которые стоит заплатить деньги хотя бы ради интереса. К декларациям производителей таких жидкостей и мастик стоит относиться скептически, поскольку их задача — продать и подсадить владельца на состав как можно на более длительное время. Но есть и достойные внимания средства.

Виды покрытий для кузова

Каждый из них можно отнести к определённой группе водоотталкивающих веществ:

Восковые средства. Самые недорогие и экологически чистые препараты. Они применяются как для полировки лака, так и для обработки сложных поверхностей в салоне. Они не слишком стойкие к царапинам, но пока держатся на поверхности, хорошо отталкивают воду.

Кремниевые составы. Прочные по части механических повреждений, их продают в виде лаков и эмалей.

Силиконовые покрытия. Образуют тонкую защитную плёнку. Достаточно прочные и износостойкие. Некоторые из силиконовых составов имеют стойкость к ультрафиолетовым лучам.

Тефлоновые составы, относятся к группе полимерных покрытий. Прочные и стойкие к царапинам.

Нано покрытие гидрофобное, отдельный ряд материалов, которые способны связываться с лаком и краской на молекулярном уровне, образуя прочную плёнку, по плотности не уступающую стеклу.

Это не весь ассортимент средств, но основная его часть. Каждый из них работает по-своему и защищает либо весь кузов, либо только фары, стекла. О стёклах, кстати, многие заботятся особенно рьяно.

Средства для стёкол, антидождь

Гидрофобные средства для лобового стекла не только охраняют его от сколов и пыли, но и стараются улучшить видимость во время движения под дождём или снегом. Кроме того, такие покрытия помогают очистить стекло дворникам, поскольку иней практически не намерзает на стекле, насекомые удаляются быстро, а при скорости выше 60-70 км/ч, стекло получает способность к самоочищению.

Стекло с нанесённом гидрофобным составом попросту отталкивает воду, если она и остаётся, то скатывается в капли, которые автоматически удаляются на высокой скорости, поэтому даже после определённого скоростного предела можно не использовать дворники и экономить жидкость в омывателе. Некоторые производители говорят об антибликовом эффекте составов.

Делаем водоотталкивающее покрытие своими руками

Каждое из этих веществ имеет свой определённый срок службы, а это значит, что через месяц-два или полгода придётся снова платить за нанесение, за состав и за полировку. Несмотря на это, можно изготовить гидрофобное покрытие своими руками. Оно не будет так долговечно, как фирменное, но по крайней мере, можно поставить эксперимент и определить, насколько такой состав необходим.

Состав гидрофобного покрытия чрезвычайно прост — парафин и уайт-спирит в соотношении 1/20. Парафин измельчается, заливается уайт-спиритом и очень долго и тщательно перемешивается до тех пор, пока не получится однородная масса. Готовый состав наносят на вымытый кузов, а полировать его можно только тогда, когда растворитель полностью испарится.

Таким образом можно сэкономить на дорогих составах, правда наносить самодельную смесь придётся гораздо чаще, чем заводскую. Удачных всем экспериментов, сухих и чистых дорог!

Вода является основой жизни. Она необходима каждому живому организму, существующему на Земле. Но в то же время, вода обладает и разрушительной силой. Не зря существует пословица, что «вода камень точит». И это действительно так, излишняя влажность способна нанести вред даже самым прочным конструкциям и материалам. В связи с этим, для обеспечения защиты предметов от намокания ученые химики изобрели специальное покрытие, способное отталкивать влагу. Покрытия, способные предотвратить намокание предметов, называются гидрофобными. Первое гидрофобное покрытие появилось в обиходе примерно 40 лет назад.

В настоящее время гидрофобные покрытия имеют огромную популярность. Абсолютно каждый человек сталкивается с использованием гидрофобных покрытий. Область их применения колоссально широка. Они применяются как для защиты обуви и различных гаджетов, так и для защиты строительных материалов, уже готовых построек, автомобилей и многого другого.

В зависимости от материала поверхности, а также от способа их нанесения все гидрофобные материалы подразделяются на:

Однако, при покупке того или иного водоотталкивающего покрытия, следует помнить, что для каждого материала существует свое гидрофобное покрытие, состав которого адаптирован для нанесения на определенную поверхность. Нельзя, например, использовать гидрофобное покрытие для стекол, которое предназначено для защиты от влаги обуви, и наоборот.

Тем не менее, все гидрофобные покрытия, вне зависимости от своего состава, схожи по своим свойствам, которые направлены на защиту поверхности от влаги. К ним, в основном, относятся антиадгезионные свойства, абсолютная экологичность, способность образовывать на поверхности защитную пленку, предотвращающую впитывание влаги, запотевание (например, стекла), налипание грязи.

Автомобиль является тем транспортным средством, которое эксплуатируется при любых погодных условиях. А у некоторых владельцев, по причине отсутствия гаража, авто может даже зимовать на улице. В связи с этим, и сам кузов автомобиля, и многие детали подвергаются воздействию агрессивных сред, в том числе и влаге, которая является основным врагом железа и многих других декоративных элементов. А в комплексе с пылью и солью, которой так любят посыпать зимой дороги, влага является отличным средством, способным за считанные годы полностью привести в негодность лакокрасочное покрытие автомобильного кузова, что, в свою очередь, является причиной появления коррозии. Поэтому, транспортные средства очень нуждаются в хорошей защите. Линейка гидрофобных покрытий для автомобиля очень разнообразна. Она включает:

• силиконовые гидрофобные покрытия с ингибиторами коррозии;
• кремнийорганические твердые гидрофобные покрытия;
• восковые покрытия;
• тефлоновые покрытия;
• соли жирных кислот и другие вещества.

Гидрофобные покрытия обладают антиадгезионными свойствами, обеспечивая отталкивание с поверхности не только влаги, но и различного рода загрязнения. Структура водоотталкивающих покрытий позволяет им просачиваться на достаточную глубину в поры краски и лака, где происходит их кристаллизация. В результате этого на поверхности образуется невидимая тонкая силиконовая или кремниевая пленка, которая предотвращает появление нежелательных царапин и сколов краски на кузове авто. Благодаря применению таких покрытий можно значительно продлить срок службы и молодость своему любимому автомобилю.

Большинство таких покрытий для автомобиля имеют консистенцию, которая не требует специальных навыков и специального оборудования для их нанесения. Благодаря этому, абсолютно каждый человек может нанести гидрофобное покрытие своими руками на кузов автомобиля, соблюдая при этом инструкцию по применению покрытия, которая написана на упаковке.

Кроме того, на рынке существуют и более профессиональные гидрофобные покрытия для автомобиля, нанесение которых в домашних условиях невозможно, а требуют определенных знаний и техники. К таким покрытиям относятся:

1. Специальная защитная пленка, обладающая уникальным составом. После нанесения данного покрытия поверхность становится менее уязвима к различного рода механическим повреждениям, а также уже существующие царапины становятся менее заметными. Данная технология защиты кузова автомобиля является на сегодняшний день наиболее доступной среди всех остальных.
2. Покрытие, предназначенное для нанесения на полированную поверхность автомобиля. Данные покрытия имеют густую консистенцию, напоминающую гель. После нанесения таких покрытий образуется специальная пленка, обладающая эффектом «лотоса» — мелкие капли попадающей на кузов воды соединяются в крупные и вместе с грязью смываются с поверхности.
3. «Жидкое стекло». Данное покрытие способно не только соответствующим образом защитить поверхность, но и вернуть лакокрасочному покрытию автомобильного кузова первозданный блеск. Покрытие имеет принципиальное отличие от всех остальных гидрофобных покрытий, которое заключается в его составе. «Жидкое стекло» способно проникнуть достаточно глубоко в лакокрасочное покрытие кузова, тем самым усилив его молекулярную структуру. Кроме этого, покрытие очень прочное и долговечное.
4. Нанокерамика. Данное покрытие чем-то похоже на «жидкое стекло», поскольку также надежно и длительно способно сохранить в целостности и сохранности кузов автомобиля вместе с покраской. Предотвращает появление сколов и царапин. Также является устойчивым не только к воздействию агрессивной влажной среды, но и многим химическим веществам.

В настоящее время каждый владелец автомобиля может выбрать гидрофобное покрытие по своему вкусу. Каким бы оно не было, в любом случае, кузов и лакокрасочное покрытие будут защищены от воздействия влаги и загрязнения.

Для нормальной службы лакокрасочного слоя на авто необходимо использовать эффективные защитные слои. Многие производители продукции для автомобилей сегодня предлагают самые разные товары для отделки верхней части кузова, что дает отличную защиту. Гидрофобное покрытие кузова раньше было диковинкой и использовалось достаточно редко. На сегодняшний день эта технология стала абсолютно привычной, на станциях все чаще заказывают ее реализацию. Можно применить различные технологии, нанести водоотталкивающую поверхность своими руками или на сервисе.

Хорошая служба деталей кузова возможна при защите от влаги. Но для современной машины этого может быть недостаточно. Важно, чтобы остановились процессы коррозии, снизился риск разрушения кузовных деталей, полностью ушел риск повреждения песком и гравием из-под колес. У каждого авто есть свои задачи с точки зрения нанесения защитных покрытий. Самые дорогие и эффективные материалы служат долго и выполняют даже необычные антивандальные свойства. Так что всегда можно подыскать подходящие варианты отделки.

Кузов вашего автомобиля можно отделать различными способами. Вопрос в том, сколько будет держаться произведенная протекция, как она будет защищать кузов. Стоит выбрать одну из традиционных технологий, которые на самом деле работают для защиты покрасочных слоев. Гидрофобное покрытие для автомобиля может быть выполнено несколькими способами. Основные решения, которые применяются в современной отделке машин, следующие:

• полировочные составы с эффектом профессионального воска, который долго защищает машину от повреждений;

• перманентные слои в виде лаков и различных прозрачных слоев ЛКП для сохранения краски в идеальном состоянии;

• гидрофобные слои, которые состоят из различных полимерных ингредиентов и держатся постоянно;

• продукция для временной защиты металлических деталей автомобиля, которая со временем смывается;

• специальные смеси для стекла – полировочные и напыляемые элементы с защитой от загрязнения.

Отталкивание воды не только помогает сохранить ЛКП в порядке, но и долго сохраняет кузов вашего автомобиля чистым. Владельцы авто, которые использовали перманентные гидрофобные технологии, замечают отличные результаты экономии на мойке. Особенно важно такое покрытие зимой, когда краска постоянно подвергается воздействиям механических повреждений при низких температурах.

Нанесение защитных слоев на металлические детали авто

Любое покрытие может защитить кузов, но для каждого автомобиля подбор должен быть индивидуальным. Зачастую используют гидрофобные технологии на основе восковых смесей. Это наиболее дешевый вариант. Специалисты не рекомендуют покупать продукцию в аэрозольных баллончиках. Аэрозоли и различные предложения любительского типа для нанесения своими руками работают очень плохо. Стоит заметить такие особенности отделки кузова защитными покрытиями:

• можно нанести гидрофобные покрытия своими руками, но при этом нужно соблюдать технологию;

• выбранная технология и тип состава определяют, сколько будет держаться защитный слой;

• перед нанесением продукции важно полностью очистить кузовные детали, чтобы достичь хорошего результата;

• после нанесения некоторых восковых составов не нужно часто мыть автомобиль, иначе защита смоется;

• через некоторое время придется повторить нанесение защитного слоя на поверхность, чтобы продлить эффект.

Купить гидрофобные материалы для отделки автомобиля можно по невысоким ценам. Но стоимость не определяет качество. В этом случае важно учитывать качество подготовки кузова, нанесения жидкостей. Перманентные покрытия также со временем портятся и царапаются, но они сохраняют высокую целостность и качество ЛКП. Износ этого слоя зависит от активности и сферы эксплуатации транспорта.

Стоит ли покрывать стекло гидрофобными материалами?

В последнее время все более популярным становится гидрофобное покрытие для стекла. Это специальный состав на жировой основе, который работает как поверхность для отталкивания воды. Есть несколько противоречий при обработке поверхности стекла. Проблема в том, что некачественный состав быстро размажется дворниками по поверхности и будет создавать препятствия для обзора.

Если вы принимаете решение обработать детали автомобиля такими средствами, лучше избегать попадания частиц жировой смеси на кузов. Для начала следует проверить их работоспособность на небольшом участке. Часто случается так, что покрытие не работает, а лишь загрязняет поверхность. Этого не стоит допускать, так как очистить жировые слои крайне сложно без специальной химии.

Сколько стоит профессиональная отделка кузова для защиты?

Хорошее защитное покрытие на автомобиле будет стоить достаточно дорого. Проблема в том, что самостоятельное нанесение далеко не всегда дает качественные результаты. Приходится обращаться к специалистам. Не следует ехать на обычную мойку и ожидать, что восковая полировка будет держаться очень долго и порадует вас качеством. На деле только хорошая обработка гидрофобными составами в покрасочной камере может быть качественной. При профессиональной обработке есть несколько стадий работы с кузовом:

• покрытие готовится в соответствии с вашими потребностями, это поможет выполнить поставленные задачи;

• автомобиль качественно очищается с применением химических средств, удаляется с поверхностей пыль;

• гидрофобный материал наносится с гарантией качества, так что вы будете уверены в рабочем покрытии;

• визуальные результаты будут отличными, чего нельзя сказать о попытке самостоятельного нанесения продукции;

• сроки обработки авто будут минимальными – можно нанести защиту за несколько часов и забрать авто с сервиса.

Многие сервисные станции предлагают удивительные возможности, но нужно смотреть не только на описание. Часто применяемые технологии и материалы оказываются не столь надежными и долговечными, как вам пытаются преподнести. Важно узнать больше о материалах, которые собираются использовать профессионалы, о возможности их смывания при необходимости. Также рекомендуется применять классические и традиционные технологии, чтобы избежать проблем. Новые решения не всегда эффективны.

Подводим итоги

Существуют десятки вариантов обработки кузова для его защиты. Технологии создания гидрофобных слоев на кузовных деталях и на стеклах – прекрасный способ защитить машину от мелких повреждений. Особенно актуально их использовать после нанесения дорогостоящих лакокрасочных материалов, таких как хамелеон или хром. Сверху нанесенной краски обязательно организовать защиту, чтобы не было сколов и царапин. Иначе автомобиль будет выглядеть намного хуже, чем сразу же после профессионального окрашивания.

Покрытия, созданные для защиты от царапин, влияния влаги и других опасностей, могут использоваться на разных авто. Их стоимость зависит от выбранных материалов и способов нанесения. Часто применение вполне простых и качественных составов позволяет своими руками довести кузовную защиту до идеального состояния. Гидрофобные решения – современный способ сделать вашу машину красивой и защищенной от различных влияний. Лучше выбирать классические проверенные технологии.

Гидрофобные поверхности – Как используются и изучаются гидрофобные покрытия?

Поверхность считается гидрофобной, когда на ней собираются капли воды. Слово «гидрофобный» можно перевести как «боязнь воды», что является хорошим описанием поверхности, отталкивающей воду. Несколько примеров таких поверхностей можно найти в природе, например, листья лотоса, кожа акулы и крылья бабочки. В настоящее время гидрофобные покрытия используются во многих областях применения.

Гидрофобные покрытия используются во многих потребительских товарах

Гидрофобные покрытия используются во многих потребительских товарах. Один из самых простых способов — это верхняя одежда. У разных брендов одежды есть свои версии гидрофобных покрытий, но Gore-Tex, пожалуй, самый известный. Материал Gore-Tex основан на термомеханически расширенном ПТФЭ (политетрафторэтилене) и других фторполимерах. Тефлон — это торговая марка ПТФЭ, а тефлоновая посуда — еще один пример потребительских товаров, для которых важна гидрофобность. Причина, по которой ПТФЭ отталкивает воду, связана с высокой электроотрицательностью атомов фтора.Одна проблема с гидрофобным покрытием заключается в том, что оно подвержено износу. Одежда и посуда стираются, что со временем ухудшает качество покрытия.

Характеристики гидрофобных покрытий с течением времени

Долговечность гидрофобных покрытий является одной из самых больших проблем. Хотя гидрофобная химия в настоящее время достаточно хорошо изучена, создание покрытий, устойчивых к износу, по-прежнему является сложной задачей. Одним из способов изучения этого является измерение контактного угла. В зависимости от исследуемой поверхности износ может означать, например, стирку одежды или сковороды. Во всех случаях обычно происходит то, что, хотя статический краевой угол остается довольно постоянным или немного уменьшается с течением времени, основной эффект можно увидеть в гистерезисе краевого угла. Гистерезис высокого краевого угла указывает на то, что покрытие больше не является однородным, и хотя капли с большими краевыми углами все еще видны, они не скатываются с поверхности, как раньше.

 

Влияние гидрофобного покрытия на устойчивость цементного раствора к циклам замораживания-оттаивания

Из-за пористости материалов на основе цемента они часто подвергаются коррозии растворами солей, что приводит к снижению долговечности, особенно к повреждениям при замораживании-оттаивании циклы (ФТК).Улучшение поверхностных свойств является эффективным способом повышения долговечности этих материалов. В этом исследовании гидрофобное покрытие было нанесено на поверхность цементного раствора путем химической модификации материалов с низкой поверхностной энергией. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FT-IR) показала, что вещества с низкой поверхностной энергией связаны с продуктами гидратации химическими связями. Испытание на контактный угол с водой показывает, что поверхность цементного раствора изменилась с гидрофильной ( θ  = 14°) на гидрофобную ( θ  = 140°) после химической модификации.Суммарное поглощение воды гидрофобными образцами уменьшилось на 90%. При этом износостойкость гидрофобных покрытий была превосходной. По сравнению с исходным образцом скорость потери массы, прочность на изгиб и прочность на сжатие образцов гидрофобного покрытия увеличились в несколько раз в тесте FTC. Микроструктурные изменения строительного раствора охарактеризованы с помощью сканирующей электронной микроскопии. Результаты показывают, что гидрофобное покрытие может значительно улучшить морозостойкость материалов на основе цемента.Формирование гидрофобного слоя на поверхности материалов на цементной основе позволяет повысить их износостойкость. Результаты исследования найдут применение не только в гражданском строительстве, но и окажут большое влияние на восстановление исторических построек.

1. Введение

Бетон – тип строительного материала на основе цемента с высокоэффективными механическими свойствами; он широко используется в качестве конструкционного материала для зданий, мостов, подводных туннелей и т. д. В древние времена вяжущие материалы, изготовленные из гидроксида кальция и глины, часто использовались для строительства того, что сегодня стало всемирно известными историческими зданиями, такими как Пантеон в Рим.Однако как современные, так и исторические здания обычно подвергаются коррозии растворами солей, через которые вода проникает в бетон, что является фактором, способствующим деградации бетона. Цикл замораживания-оттаивания (FTC) в сильномерзлых регионах приведет к устойчивому повреждению бетона из-за осмотического давления, вытеснения воды и кристаллизации в порах во время процесса FTC [1–6]. Исследователи предложили множество методов повышения устойчивости материалов на цементной основе к FTC, таких как добавление воздухововлекающих веществ [7–10], пуццолановых минералов или волокнистых добавок [11–24]. Первый метод может уменьшить давление кристаллизации в FTC, а второй способ может улучшить плотность бетона. Однако вышеупомянутые методы приводят к негативным последствиям для бетона, таким как ухудшение механических свойств, затрудненная удобоукладываемость и повышенная усадка при высыхании.

Супергидрофобные явления широко распространены в природе [25–32]. Предыдущие исследования показали, что для того, чтобы поверхность твердого материала была супергидрофобной, должны быть выполнены два основных требования: (1) микро- и наноразмерные шероховатые структуры и (2) более низкая поверхностная свободная энергия.Исследователи точно выразили эту теорию с помощью модели Вензеля [33] и модели Кэсси-Бакстера [34].

На основании вышеуказанных исследований на бетонные поверхности были нанесены супергидрофобные покрытия для гидроизоляции, защиты от обледенения и самоочищения [35–40]. Супергидрофобные покрытия могут быть получены путем приклеивания материалов с низкой поверхностной энергией к поверхности бетона. Такие материалы, как политетрафторэтилен (ПТФЭ), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) и силанизированная диатомовая земля (ДЭ), прикрепляются к поверхности бетона с помощью эпоксидной смолы для получения супергидрофобной поверхности [41].Кроме того, супергидрофобные поверхности можно также получить путем приклеивания к поверхности бетона супергидрофобной золы рисовой шелухи [42], золы бумажного шлама [43] или наносиликатного геля [34]. Другим способом получения супергидрофобных поверхностей является шаблонный метод, при котором сразу после извлечения из формы воспроизводятся особенности форм с микропильями из полидиметилсилоксана (ПДМС), а затем напыляются соединения на основе силоксана для формирования низкоэнергетической поверхности [44].

Благодаря прекрасному гидроизоляционному эффекту супергидрофобных покрытий значительно снижается водопоглощение бетона, но долговечность таких покрытий недостаточна и они легко могут отвалиться.До настоящего времени [37] исследований механической стабильности супергидрофобных покрытий не проводилось; поэтому применение супергидрофобных покрытий в технике ограничено. Для решения этой проблемы в данном исследовании был принят процесс вакуумной пропитки. Такая технология больше подходит для повышения эксплуатационных характеристик сборных железобетонных конструкций по аналогии с антикоррозионной обработкой стальных конструкций. Благодаря этой технологии материалы с низкой поверхностной энергией (изооктилтриэтоксисилан) могут проникать в цементный раствор и соединяться с продуктами гидратации цемента, такими как гидроксид кальция и эттрингит, с образованием непрерывного слоя самоорганизующейся молекулярной пленки.Этот слой молекулярной пленки снижает поверхностную энергию строительного раствора, благодаря чему достигается химическая модификация шероховатой поверхности строительного раствора с образованием гидрофобного покрытия. Смачиваемость характеризовали испытанием на контактный угол с водой (WCA). Для оценки защитного действия гидрофобного покрытия на строительные блоки использовали тест на водопоглощение и тест на сопротивление FTC. Строительные конструкции часто подвергаются воздействию внешних сил, что может привести к износу поверхности. Так, износостойкость проверялась полировкой наждачной бумагой под определенным давлением, после чего проверялось изменение водопоглощения.Микроструктуру цементного раствора охарактеризовали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Химические реакции на границе раздела характеризовали с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR).

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

Обыкновенный портландцемент (OPC) использовался в качестве вяжущего материала во всех образцах раствора. Химический состав OPC показан в таблице 1. Агрегаты были приобретены у компании Xiamen ISO Standard Sand Co., Ltd. с диаметром частиц от 0.от 5 до 2,0  мм. Изооктилтриэтоксисилан был приобретен у Wacker Chemicals. Для приготовления образцов раствора использовалась водопроводная вода. Этанол безводный был приобретен у Cormio Inc, Китай. Для обеспечения проницаемости в качестве материала с низкой поверхностной энергией для обработки поверхности использовался изооктилтриэтоксисилан с концентрацией 2%, а остальная часть состояла из этанола (28%) и воды (70%).

Химический состав (%) SiO 2 Аль 2 О 3 СаО Fe 2 О 3 MGO K 2 K 2 O TIO 2 NA 2 O SO 3 Прочие Cement 19.26 4.33 433 65.46 1.06 1.60 0,77 — — — 0.13 445 0,94

2.2. Подготовка

Пропорции, использованные для приготовления образцов раствора, и их свойства после 28 дней отверждения показаны в таблице 2. Для обеспечения однородности всех блоков раствора был принят следующий процесс смешивания: (1) 450 г цемента и 225 г цемента. в смеситель добавляли г воды и перемешивали в течение 60 с на малой скорости; (2) 1350 г песка равномерно добавляли в течение 30 с; (3) смесь перемешивали на высокой скорости в течение 30 с; (4) миксер был остановлен на 90 с для ручного перемешивания; и (5) смесь дополнительно перемешивали в течение 60 с на высокой скорости.После смешивания бетонной смеси ее горизонтально заливали в кубовидную форму (40 мм × 40 мм × 160 мм) и кубическую форму (40 мм × 40 мм × 40 мм). После формования все образцы были отверждены во влажном состоянии в течение 24 ч (RH = 100% и T  = 21 ± 1°C), а затем извлечены из формы и отверждены в течение 28 дней в воде (21 ± 1°C). Образец кубической формы использовали для испытания FTC, а образец кубической формы использовали для испытаний на водопоглощение и износостойкость.

9004 1 Сырье (G) 9004 Плотность (кг / м 3 ) Механический параметр при 28 D (MPA) цемент Вода Песок Прочность на сжатие Прочность на изгиб 0. 5 450 250 225 225 1350 2300 2300 52.4 12.8

Для обеспечения эффективного проникновения модификаторов гидрофобное покрытие на поверхности образца раствора была приготовленный с использованием устройства вакуумной дегазации осмоса (рис. 1). После выдержки в течение 28 дней образец высушивали до постоянной массы и помещали в вакуум-камеру. Когда вакуум был ниже 20  кПа, раствор изооктилтриэтоксисилана медленно вливали в вакуумный резервуар до тех пор, пока он не заполнил весь образец.Затем на поверхность раствора наносили гидрофобное покрытие после сушки при 60°С в течение 12 ч.

2.3. Методы испытаний

WCA измеряли с помощью прибора для измерения контактного угла (KRUSS, K100, Германия). Его определяли с использованием деионизированной воды (2,5  мк л, нанесенной микропипеткой) и путем расчета среднего значения трех измеренных значений на поверхности.

Испытание на капиллярное водопоглощение использовалось для количественной оценки способности бетона поглощать воду за счет капиллярного всасывания.Для оценки гидрофобности исходные образцы и гидрофобные образцы помещали в воду при атмосферном давлении (101 кПа) и вакууме (20 кПа) на два дня каждый. Вес образцов регистрировали до и после погружения для расчета массы поглощения воды. Для определения износостойкости раствора использовали металлографический полировальный станок MPD-2 (Shanghai Zhongyan Instrument Co., Ltd., Китай). При вращении полировщика наждачная бумага начинает скользить и создает трение с поверхностью образца под давлением, так что микроструктура поверхности образца разрушается.После полировки рассчитывали скорость потери массы и измеряли поглощение воды массой. Наждачная бумага с зернистостью 240 была закреплена на поворотном столе полировального станка, и поворотный стол вращался со скоростью 500  об/мин. Чем больше время полировки, тем выше степень износа испытательного образца. В этом исследовании длина полированных строительных блоков указывает на степень износа.

Циркуляционный насос быстрого замораживания-оттаивания KDR-A (Beijing Kangluda Test Instrument Co., Ltd., Китай) использовали для определения устойчивости к FTC (рис. 2).Образец погружался в воду на двое суток, а затем помещался в резиновый рукав циркулятора, который заполнялся водой. Температурный цикл состоял из стадий замораживания и нагревания и занимал в общей сложности около четырех часов. На стадии замерзания температура воды падала с 5°С до -17°С через 2,5 часа. На стадии таяния температура воды повышалась с -17°С до 5°С через 1,5 часа. С увеличением ФТК степень повреждения образцов возрастала. После повреждения FTC измеряли скорость потери массы, а также прочность образцов на изгиб и сжатие для оценки степени их повреждения.

Микроскопическую морфологию образцов исследовали с помощью СЭМ (MAIA3, TESCAN, Чехия). Спектры инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR) были получены в диапазоне 400–4000  см ^-1 с помощью ИК-спектрофотометра (380FTIR, Thermo Fisher Scientific, Америка). Прочность раствора на изгиб и сжатие оценивали на той же испытательной машине (SANS CMT5105, Шэньчжэнь, Китай) при скорости нагружения 2400 ± 200 Н/с.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Смачивающие свойства и угол контакта с водой

Без изменения микроструктуры поверхности образцов строительного раствора поверхность строительного раствора демонстрирует хорошую гидрофобность только за счет модификации раствора изо-октилтриэтоксисилана, как показано на рисунке 3(b). Это явление можно объяснить теорией Венцеля, согласно которой гидрофобная поверхность может быть получена путем модификации образца шероховатого раствора материалами с низкой поверхностной энергией. Сначала изооктилтриэтоксисилан гидратируют с образованием силанолов (Si-OH).Во-вторых, силанол соединяется с кварцевым песком, гидратированным гелем CSH, эттрингитом и гидроксидом кальция посредством групповых реакций -OH. Наконец, две группы -ОН изооктилтриэтоксисилана образуют связи Si-O-Si путем конденсации с выделением воды. После описанной выше реакции изооктилтриэтоксисилан образует непрерывную самособирающуюся молекулярную пленку на поверхности гидратированных продуктов. Изооктилтриэтоксисилан содержит группу -CH ₃ и группу -CH ₂ , которые эффективно снижают поверхностную энергию цементного раствора.Таким образом, шероховатая структура поверхности, модифицированная материалами с низкой поверхностной энергией, обладает превосходными гидрофобными свойствами.

На рис. 3(с) показано, что контактный угол исходного образца составляет приблизительно 14°, что указывает на то, что пористая шероховатая поверхность строительного раствора относится к гидрофильной поверхности. Рисунок 3(d) показывает, что WCA поверхности модифицированного раствора увеличивается до 140°, что доказывает, что гидрофобная поверхность может быть получена путем модификации шероховатой гидрофильной поверхности материалами с низкой поверхностной энергией.WCA поверхности модифицированного раствора не достигла супергидрофобного состояния ( θ  > 150), поскольку шероховатость поверхности самого раствора не соответствовала модели Кэсси-Бакстера. Хрупкая микро/наноструктура не способствует износостойкости самого покрытия. Следовательно, полученного WCA ( θ  = 140°) достаточно для улучшения водонепроницаемости раствора.

3.2. Водопоглощение

Влияние гидрофобного покрытия на водопоглощение образцов раствора показано на рисунке 4.Результаты показывают, что кумулятивное поглощение воды базовым образцом постепенно увеличивалось с самого начала до достижения равновесия и после этого оставалось на стабильном уровне, в то время как водопоглощение гидрофобного образца оставалось на низком уровне. После 15 дней погружения кумулятивное поглощение воды гидрофобными образцами снизилось на 90%. Этот превосходный гидроизоляционный эффект эквивалентен гидроизоляционному эффекту нанокомпозитного водонепроницаемого покрытия [45].

Мелкомасштабная шероховатая структура поверхности строительного раствора модифицируется материалом с низкой поверхностной энергией для достижения состояния Венцеля, что демонстрирует превосходный гидроизоляционный эффект. Немодифицированные образцы сохраняют гидрофильные свойства материалов на основе цемента.

3.3. Износостойкость и толщина гидрофобного покрытия

Хрупкие микро/наноструктуры на гидрофобных поверхностях подвержены повреждениям, что приводит к ухудшению гидрофобных свойств. В этом исследовании для проверки износостойкости гидрофобного покрытия образец строительного раствора помещали на полировальный станок и полировали наждачной бумагой с зернистостью 240 при 500 об/мин, а затем проверяли водопоглощение.Длины строительных блоков после шлифовки указывают на степень их износа. В Таблице 3 приведены сокращения длины, соответствующие различному времени полировки.

Образец номера RADIUS RENTALTABLE (мм) Революции пакета в минуту Польское время (мин) Польское расстояние (км) 1 100 500 0. 5 0,3 2 4,5 2,8 3 8,5 5,4 4 12,5 7,9 5 16,6 10,4 Как показано на рис. 5(с), после полировки WCA ( θ  = 77°) образца 5 уменьшилась, но осталась на уровне исходного образца, как показано на рис. 5( а) и неполированного гидрофобного образца, как показано на рисунке 5(б).Поскольку толщина химически модифицированного раствора достигает 1–3 мм, гидрофобный образец остается гидрофобным даже после разрушения шероховатой структуры поверхности. В следующем разделе обсуждаются потеря массы и водопоглощение после полировки. Рисунок 6(f) показывает, что скорость потери массы образцов увеличивается с увеличением длины. Скорость потери массы образца наибольшая, а его WCA ( θ  = 77°) все еще значителен. Образцы 1, 3 и 5 были погружены в воду на 15 дней с исходным образцом (рис. 6(а)) и неполированным гидрофобным образцом (рис. 6(б)).Когда образцы были погружены в воду, на поверхности исходного образца наблюдалось множество пузырьков (рис. 6(а)). Напротив, мы могли видеть только несколько пузырьков на поверхности гидрофобного образца (рис. 6(b)), даже если она была уменьшена наждачной бумагой более чем на 10 мм (рис. 6(e)). Поверхностные пузырьки образуются, когда вода попадает в образец и вытесняет воздух из образца. Несколько пузырьков на поверхности полированных образцов показывают, что гидрофобное покрытие сохраняет отличные гидроизоляционные свойства даже после полировки.В испытании на кумулятивное водопоглощение также было доказано, что гидрофобные покрытия обладают отличной износостойкостью, как показано на рисунке 7. На рисунке 7 кривая водопоглощения показывает, что кумулятивное водопоглощение полированных на низком уровне. Это явление показывает, что износостойкость гидрофобного покрытия является выдающейся. Поверхность гидрофобного покрытия после полировки изнашивается, что приводит к уменьшению ВКА, но при этом сохраняет отличные водонепроницаемые свойства. Это явление можно объяснить с помощью рисунка 8. На рисунке 8 показана толщина гидрофобного покрытия при смачивании поперечного сечения водой. На этом рисунке светлое гидрофобное покрытие можно наблюдать непрерывно по периметру темной центральной области, что свидетельствует о формировании сплошного гидрофобного покрытия на поверхности образца путем вакуумной пропитки. Толщина гидрофобного покрытия находится в пределах 1–3 мм. Это разумное объяснение того, что гидрофобные свойства полированных гидрофобных образцов уменьшаются после полировки, но водостойкие свойства остаются превосходными.Когда изооктилтриэтоксисилан проникает в образец строительного раствора, на поверхности гидратированных частиц образуются самособирающиеся мембраны. Поскольку внутренняя часть раствора шероховатая и пористая, получается устойчивая гидрофобная сетчатая структура определенной толщины. Таким образом, даже если поверхность микромасштабной шероховатой структуры разрушена, сетевая структура все еще может играть идеальную гидроизоляционную роль. 3.4. Анализ сопротивления FTC Как показано на рис. 9, крутые кривые для скорости потери массы и прочности на изгиб и сжатие наблюдались для базового образца после испытаний FTC.Наоборот, соответствующие кривые для гидрофобных образцов изменяются более плавно. Это явление показывает, что базовый образец был сильно поврежден после FTC, в то время как гидрофобный образец был поврежден гораздо меньше благодаря защите его гидрофобного покрытия. После 36 испытаний FTC скорость потери массы исходного образца составила примерно 48,0 мас.%. При этом прочность на изгиб и сжатие исходного образца снизилась до 0,3 МПа и 11,0 МПа соответственно. После 36 испытаний FTC скорость потери массы, а также прочность на изгиб и сжатие гидрофобного образца были равны 0.8 мас.%, 7,5 МПа и 38,2 МПа соответственно. После 48 испытаний FTC исходный образец потерял свою первоначальную морфологию и размер (рис. 10), поскольку скорость потери его массы составила более 62 мас.%. Напротив, первоначальная морфология и размер гидрофобного образца сохранялись после 72 тестов FTC (рис. 10). Результаты испытаний показывают, что скорость потери массы, а также прочность на изгиб и сжатие гидрофобного образца составляют 10,4 мас.%, 1,0 МПа и 16,5 МПа соответственно, что очень близко к значениям исходного образца после 24 FTC.Результаты испытаний показывают, что гидрофобное покрытие обладает не только превосходным гидроизоляционным эффектом, но и отличными характеристиками защиты от FTC. Благодаря защитному эффекту гидрофобного покрытия вода не может проникнуть в образец, что снижает вероятность повреждения от FTC. Отслоение поверхностного покрытия гидрофобного образца произошло на 36-90-154-м 90-155-м циклах. Это связано с тем, что образец был погружен в воду при температуре ниже 0°C. Образец был инкапсулирован внешним льдом, который создавал определенные напряжения и разрушал гидрофобное покрытие.Прогнозируется, что увеличение толщины гидрофобного покрытия эффективно улучшит устойчивость образцов к FTC. Это будет дополнительно изучено в будущих исследованиях. Повышение морозостойкости также наблюдалось в бетонах, модифицированных метакаолином и наночастицами [46]. Это совершенно отличная от гидрофобного покрытия техническая концепция, но ее можно комбинировать для достижения лучшей морозостойкости в будущих исследованиях. 3.5. Микроскопический анализ и химическая характеристика Для изучения влияния FTC на внутреннюю структуру строительного раствора сравнивали секционную микроструктуру гидрофобного материала и образцов после воздействия FTC повреждения (рис. 11).Как показано на рис. 11(a), после испытаний 12 th FTC на базовом образце можно было увидеть видимую трещину. Более того, трещина еще больше расширилась из-за непрерывного повреждения от FTC после испытания 36 th FTC. Ширина трещины увеличилась с 2,1  мкм м до 4,3  мкм м (рис. 12(б)). Примечательно, что только трещины размером менее 1  мкм м (рис. 11(с)) можно было наблюдать на гидрофобном образце после испытания 12 th FTC. После испытания 48 th FTC становится очевидной трещина шириной примерно 1  мкм м (рис. 11(г)).Как показано на рис. 11(e), ширина трещины все еще ниже 4  мкм м после испытаний 72 и FTC. На рисунке 11(f) показана микроструктура гидрофобного покрытия на блоке строительного раствора после выдерживания 72 FTC, что указывает на то, что гидрофобное покрытие может эффективно уменьшить повреждение строительного раствора, вызванное FTC. На основании этого можно с уверенностью предсказать, что стойкость строительного блока к ФТК будет улучшена за счет увеличения толщины гидрофобного покрытия. Как показано на рис. 12(а), гидрофобное покрытие появилось после того, как участок образца был смочен водой. На рисунке 12(b) при увеличении в 20 000 раз изображения СЭМ показывают, что внутренняя часть раствора заполнена игольчатыми или чешуйчатыми продуктами гидратации. Такая шероховатая структура микронного размера является одним из условий образования гидрофобного покрытия. Химическая модификация продуктов гидратации была охарактеризована с помощью FT-IR. Как показано на рисунке 12(c), волновые числа FT-IR находились в диапазоне от 3750 см -1 до 1000 см -1 . Пик поглощения при 3644 см -1 был приписан валентным колебаниям -ОН из Са (ОН) 2 . Пики валентных колебаний -OH Ca(OH) 2 наблюдались только в исходном образце. Это указывает на расходование гидроксильных групп в реакции гидроксида кальция с изооктилтриэтоксисиланом. Пики поглощения при 2970 см -1 и 2920 см -1 наблюдались в гидрофобном покрытии, что соответствует группам -СН 3 и -СН 2 соответственно, что указывает на образование химических связей между покрытием и продукты гидратации цемента.Пик гидрофобного покрытия при 1130 см -1 соответствует группе Si-O-Si, что свидетельствует о формировании сплошных самоорганизующихся молекулярных пленок на поверхности продуктов гидратации. 4. Выводы Целью данного исследования было преобразование пористой гидрофильной поверхности цементного раствора в гидрофобную путем химической модификации. В результате гидролиза и конденсации изооктилтриэтоксисилан образует на поверхности гидратированных продуктов непрерывные самоорганизующиеся молекулярные пленки, образуя гидрофобное покрытие толщиной 1–3 мм на поверхности строительного раствора. WCA гидрофобного покрытия составил 140°, оно обладало хорошей гидроизоляцией и износостойкостью. Испытание на водопоглощение показало, что кумулятивное водопоглощение гидрофобных образцов уменьшилось на 90%. По сравнению с исходным образцом скорость потери массы, а также прочность на изгиб и сжатие гидрофобного образца увеличились в несколько раз на этапах испытаний FTC. Химическая связь между изооктилтриэтоксисиланом и продуктами гидратации цемента обеспечивает отличную износостойкость гидрофобного покрытия.Таким образом, гидрофобное покрытие, полученное методом вакуумной пропитки, обладает отличным защитным действием на материалы на основе цемента, и эта технология имеет широкий спектр применения в строительной отрасли. Будущая работа будет сосредоточена на приготовлении гидрофобных покрытий большей толщины и лучших гидроизоляционных характеристик с помощью более простого процесса. Доступность данных Все данные в этом исследовании являются оригинальными. Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Благодарности Эта работа была поддержана Национальным ключевым планом исследований и разработок (грант № 2016YFC0701004), Сычуаньской научно-технической программой (№ 2019ZDZX0024) и Фондом докторских исследований Юго-Западного университета науки и технологий (18zx7134). Покрытия | Бесплатный полнотекстовый | Прочное супергидрофобное покрытие, полученное методом электрохимической обработки поверхности для защиты от коррозии Как всем известно, критическими факторами для изготовления биомиметического супергидрофобного покрытия являются специальные микронаноструктуры и модификации материалами с низкой поверхностной энергией.Среди применимых методов электрохимические методы предлагают выдающиеся преимущества, такие как мягкие условия обработки, низкая стоимость, эффективность времени, а также крупномасштабное производство. Здесь представлено несколько электрохимических методов, включая электрохимическое анодирование, микродуговое оксидирование, электрохимическое травление и электрохимическое осаждение. 3.1. Электрохимическое анодирование Электрохимическое анодирование представляет собой простой и эффективный подход, который можно использовать для создания иерархического микро-/наноразмерного оксидного слоя на верхней поверхности вентильных металлов и этих сплавов [63].Слой оксида металла образуется в результате реакции между ионами металла и электролитами под высоким напряжением, обеспечиваемым внешним источником питания [64]. Их характеристики микро/наноразмерного оксидного слоя сильно зависят от электрохимических параметров, таких как состав электролита (фосфорная кислота, серная кислота или щавелевая кислота) и температура, приложенное напряжение, время анодирования и расстояние между рабочим электродом и противоэлектродом. 65]. После создания иерархических микро/наноструктур необходима модификация материалами с низкой поверхностной энергией, чтобы придать им супергидрофобность.Электрохимическое анодирование обладает многими преимуществами для создания супергидрофобных поверхностей на вентильных металлах, поскольку производственные процессы просты в выполнении, высокоэффективны, относительно экономичны и подходят для крупномасштабного производства. В последнее время появилось множество химически стабильных и механически прочных супергидрофобных поверхности были изготовлены с помощью метода электрохимического анодирования и последующего процесса модификации. Алюминий и титан являются типичными подложками для изготовления супергидрофобных поверхностей этим методом.Например, Кондо и др. построили супергидрофобные поверхности на различных видах алюминиевых сплавов путем электрохимического анодирования в концентрированном растворе пирофосфорной кислоты и последующей химической модификации [66]. Электрохимическое анодирование алюминиевого сплава могло вызвать рост массивных анодных алюминиевых нановолокон, которые развивались со временем реакции (рис. 3а). На рис. 3б показана морфология поверхности чистого алюминия, анодированного в разное время. На начальном этапе анодирования наблюдалась лабиринтная структура с оксидными стенками.Когда время анодирования достигало 4 мин и 10 мин, на поверхности наблюдались сотовые оксидные структуры и стержнеобразные оксиды соответственно. Более крупные пучковые структуры наносились на поверхность после анодирования в течение 30 мин. По мере увеличения времени реакции структуры двух других видов алюминиевых сплавов постепенно изменялись, подобно трансформации структур чистого алюминия. Все сплавы Al приобрели супергидрофобность после модификации химическими реагентами с низкой поверхностной энергией. Чжан и др.изготовили новую антикоррозионную иерархическую структуру оксида алюминия на основе самособирающихся нанопроволок с помощью высокоскоростного метода твердого анодирования алюминиевой фольги высокой чистоты [29]. На рис. 4а показан процесс изготовления пластин из чистого алюминия, которые сначала были предварительно обработаны для получения электрополированной алюминиевой поверхности (поверхность ЭП), а затем был проведен процесс анодирования в растворе фосфорной кислоты при постоянном напряжении (120 В) для получения супергидрофильных (ШПЛ). ) поверхность. После этого исходный анодированный образец модифицировали погружением в 1% раствор этанола на 10 мин, а затем сушили при 120 °С. Свежеприготовленный супергидрофобный (SHPB) образец показал структуру, подобную Dianthus caryophyllus (рис. 4b), и показал WCA 168°, демонстрируя превосходную водоотталкивающую способность. Результаты ЭИС показали, что модуль импеданса поверхности SHPB превышает 10 8 Ом·см 2 , что значительно выше, чем у поверхности EP и SHPL (рис. 4в). Эффективность ингибирования коррозии была достигнута до 99,99%, демонстрируя выдающуюся коррозионную стойкость поверхности SHPB. Кроме того, полученная поверхность SHPB показала выдающуюся термическую устойчивость к каплям горячей воды, которая могла сохранять контактный угол выше 150° при температуре капель воды 90°C (рис. 4d).Помимо благоприятной коррозионной стойкости, еще одним важным аспектом, который необходимо учитывать при производстве покрытий, являются характеристики абразивного износа. Пэн и его коллеги изготовили прочную супергидрофобную алюминиевую поверхность, обладающую выдающейся химической стабильностью и механической прочностью, а также стойкостью ко многим видам горячих жидкостей. Покрытие получали в электролите 0,3 М щавелевой кислоты с плотностью тока 0,16 А/см 2 в течение 10 мин при комнатной температуре, затем модифицировали ПДЭС (1H, 1H, 2H, 2H-перфтордецилтриэтоксисилан) [67].После истирания в течение 50 циклов наноразмерные структуры поверхности, модифицированной PDES, все еще сохранялись, а WCA все еще оставался выше 150 ° как после ультразвуковой обработки, так и после испытания на истирание (рис. 5a–c). Кроме того, поверхность после изготовления показала улучшенную коррозионную стойкость за счет многообещающих водоотталкивающих свойств. Как показывают потенциодинамические поляризационные кривые на рис. 5г, плотность тока коррозии (I корр ) поверхностей, модифицированных PDES, 1,31 × 10 -11 А/см 2 , в два раза ниже, чем у голые поверхности (9.70 × 10 −8 А/см 2 ). Как известно, напряжение анодирования оказывает большое влияние на морфологию поверхности покрытия. Влияние различных напряжений анодирования на конечный краевой угол было исследовано на супергидрофобной алюминиевой поверхности с выраженными антикоррозионными свойствами посредством одностадийного анодирования и химической модификации стеариновой кислотой [68]. WCA увеличивалась с увеличением напряжения анодирования, пока не достигла пика при 25 В, а затем снизилась. Чрезмерное увеличение напряжения также приводит к побочному влиянию на размер и порядок пор на поверхности, что может уменьшить однородную шероховатость поверхности.В сочетании с подходящей шероховатостью поверхности анодированного алюминия и последующей химической модификацией была получена супергидрофобная поверхность с краевым углом 152° ± 0,3°. В оптимизированных условиях результат электрохимических испытаний, проведенных с 3,5 мас. % раствором NaCl, показал, что I корр. голой алюминиевой подложки и супергидрофобной алюминиевой поверхности составляет 1,9 мкА/см 2 и 0,0562 мкА/см 2 , соответственно. Эффективность ингибирования супергидрофобной поверхности алюминия составила 97%, что указывает на превосходную коррозионную стойкость супергидрофобной поверхности.Аналогичные исследования проводились на анодированных покрытиях TiO 2 [69]. В отличие от супергидрофобной поверхности алюминия, супергидрофильность поверхностей Ti может непрерывно повышаться с увеличением напряжения анодирования от 20 В до 80 В без снижения. Помимо напряжения анодирования, на конечную супергидрофобность также влияют такие параметры, как температура электролита. Повышение температуры электролита могло улучшить супергидрофильность поверхности в низком диапазоне напряжений анодирования (поверхности 2 были зарегистрированы как 160° и 2° соответственно).Более того, свежеприготовленные супергидрофобные поверхности титана продемонстрировали выдающуюся коррозионную стойкость в кислых, нейтральных и щелочных водных растворах. Механизм электрохимической реакции при изготовлении супергидрофобной поверхности Ti описан Gao et al. [12]. Они изготовили супергидрофобную поверхность Ti с WCA 158,5° ± 1,9°, используя технику анодирования и последующую модификацию фторалкилсиланом (FAS). Процесс анодирования проводили в смешанном растворе 1,5 моль/л NaOH и 0,15 моль/л H 2 O 2 при постоянном напряжении 10 В в течение 30 мин. В ходе этого процесса основной электрохимической реакцией было анодное окисление Ti в TiO 2 и превращение TiO 2 в Na 2 TiO 3 , как уравнения Ti + 4OH − → TiO 2 + 2H 2 O + 4e − (5) TiO 2 + 2NaOH → Na 2 TiO 3 + H 2 O (6) Реакции анодного окисления происходили сразу после погружения сплава Ti, а химическое растворение происходило из-за нестабильности TiO 2 в щелочной или кислой среде.Измерения методом погружения и истирания показали, что полученные супергидрофобные поверхности обладали хорошей стабильностью в различных суровых условиях. Сочетание электрохимического анодирования с осаждением нано-серебра и последующей модификацией, Zhu et al. получили антикоррозионную супергидрофобную пленку на подложке Ti [70]. При подходящем времени погружения в 7 часов были получены структуры микро-наношероховатости. Сообщается, что WCA составляет 154 °. Также изучалась коррозионная стойкость супергидрофобной поверхности.Как показано на рис. 6а, образец, покрытый супергидрофобной поверхностью, представляет собой гораздо большие полукруги импеданса, диаметр которых составляет около нескольких тысяч кОм·см 2 . Однако образец чистого Ti показал небольшой полукруг. На частоте 0,01 Гц супергидрофобный образец показал высокий модуль импеданса |Z| значение 1,319 × 10 3 кОм·см 2 , что почти в шесть раз больше, чем у необработанной титановой подложки (рис. 6b). Кроме того, супергидрофобный образец показал более положительный коррозионный потенциал (E corr ) и более низкий I corr по сравнению с необработанным Ti (рис. 6c).Графики Найквиста и Боде, а также поляризационные кривые показали, что наличие супергидрофобной поверхности может эффективно уменьшить анодное растворение титановой подложки и замедлить развитие коррозии. 3. 2. Покрытие для микродугового оксидирования Микродуговое оксидирование (МАО), также называемое плазменно-электролитическим оксидированием (ПЭО), представляет собой электрохимический процесс создания оксидных покрытий на металлах. МДО использует высоковольтную плазму для модификации многослойной керамической структуры, которая демонстрирует высокую твердость, высокие антикоррозионные свойства и сильную адгезию к металлической поверхности [71,72,73].Наличие микропор на покрытиях может обеспечить структуру для изготовления супергидрофобной поверхности. Однако он также может увеличить тенденцию к поглощению коррозионной среды и проникновению в подложку, что ограничивает его антикоррозионное применение [74]. Таким образом, чтобы уменьшить или закрыть микропоры, многие исследователи комбинировали МАО с другими методами. Cui et al. изготовили композиционное покрытие МАО/стеарат цинка (ZnSA) с микропластинчатой ​​структурой с помощью обработки МАО и метода электрохимического осаждения [75]. Гидрофильное покрытие было получено сначала с помощью МДО в фосфатсодержащем электролите, затем был проведен процесс контроля шероховатости и осаждения материала с низкой поверхностной энергией для получения супергидрофобного покрытия. После непродолжительного нагревания было получено композитное покрытие MAO/ZnSA. Как показано на рис. 7a,b, МДО-покрытие с микропорами обеспечивает механическое соединение для супергидрофобного покрытия, а МДО-покрытие было герметизировано супергидрофобным покрытием. Белое МАО-покрытие после получения имеет типичную пористую морфологию с микропорами и микротрещинами, в то время как поверхность покрытия МАО/ZnSA более белая и шероховатая, чем у образца МАО (рис. 7b).Полученное супергидрофобное покрытие показало значительное увеличение краевого угла выше 153° по сравнению с МАО 37,5°. Основываясь на испытаниях погружением, образец с покрытием MAO/ZnSA не имел очевидных очагов коррозии после погружения в 3,5% раствор NaCl на 85 часов, демонстрируя превосходные характеристики коррозионной стойкости. Кроме того, связь между временем погружения в NaCl и соответствующими краевыми углами покрытия показала, что краевые углы изменяются от 153,5° до 128°.0° после погружения в течение 85 часов, поэтому долгосрочная стабильность МДО-покрытия нуждается в дальнейшем повышении. В другом исследовании супергидрофобная поверхность МДО-покрытия на магниевом сплаве Mg-1Li-1Ca с хорошими показателями долговременной стабильности была получена путем модификации поверхности стеариновой кислотой (СК) [76]. Пористая структура МДО-покрытия была гидрофильной, краевой угол не превышал 35°. После модификации СА он покрывался толстыми лепесткообразными кластерами и проявлял супергидрофобность с краевым углом смачивания более 155°, что было связано с высокой шероховатостью поверхности МДО-покрытия, а также с низкой поверхностной энергией покрытия СА.Как видно на рисунке 8а, вид в разрезе покрытия МДО/СК демонстрирует относительно плотную и однородную структуру без явной границы раздела между супергидрофобным слоем и покрытием МДО, что указывает на то, что СА проникает в слои МДО и герметизирует микропоры/трещины полностью. На рис. 8б представлены поляризационные кривые образцов при различных обработках, I corr подложки, МДО-покрытия и МДО/СК-покрытий располагались в порядке убывания, а I corr МДО-покрытий/СК уменьшалось с увеличением нагрева. время.I corr покрытия MAO/SA-7h было примерно на 3 порядка ниже по сравнению с непокрытой подложкой, что свидетельствует о более низкой скорости коррозии после модификации поверхности. Кроме того, результаты EIS показали значительное увеличение модуля импеданса для покрытий MAO/SA, что свидетельствует о более высокой коррозионной стойкости. Более того, после 7-дневного погружения в раствор NaCl с концентрацией 3,5 мас. % структура поверхности 7-часового покрытия МАО/СК по-прежнему была аналогична неиммерсионному образцу, а краевой угол оставался выше 145°.Таким образом, изготовленное покрытие MAO/SA продемонстрировало удовлетворительную стабильность и может хорошо обеспечивать долговременную защиту. Аналогичным образом, Cui et al. [74] сообщили о простом процессе синтеза гидрофобной поверхности сплава AZ31 Mg с помощью МАО и модификации поверхности стеариновой кислотой. В сочетании с грубой микропористой структурой МДО-покрытия и низкой поверхностной энергией монослоя стеариновой кислоты супергидрофобная поверхность с максимальным WCA более 151° была получена после 10 ч модификации (рис. 9а).Сплав Mg с МДО-покрытием показал более положительный E corr и гораздо более низкий I corr , чем непокрытая подложка (рис. 9b), что свидетельствует о сниженной восприимчивости к коррозии и сниженной скорости коррозии. Исследовалась коррозионная стойкость сплавов без покрытия и с покрытием. по ЭИС. Как показано на рис. 9с, МДО-покрытие, модифицированное в течение 5 ч (Н-МАО), продемонстрировало наибольший диаметр емкостной петли и отсутствие низкочастотной индуктивной петли по сравнению с непокрытым и немодифицированным покрытиями, что означает лучшую коррозионную стойкость.Метод МДО также широко применяется для титановых сплавов. Цзян и др. [77] получили супергидрофобные покрытия TiO 2 на биомедицинских сплавах Ti-6Al-4V с использованием метода МДО и супергидрофобной обработки в растворе 1H, 1H, 2H, 2H-перфтороктилтрихлорсилана (ПФОТС). Шероховатость поверхности Ra полированных сплавов Ti-6Al-4V составляла всего 0,253 мкм, тогда как после МДО-обработки и дальнейшей модификации она заметно увеличилась до 0,535 мкм. Благодаря повышенной шероховатости поверхности, WCA образца Ti-6Al-4V немного снизился после обработки MAO и резко увеличился после модификации (рис. 10a), демонстрируя высокий WCA более 153°.Потенциодинамические поляризационные кривые, показанные на рисунке 10b, показывают, что E corr супергидрофобного образца был примерно на 0,2 В благороднее, чем непокрытый образец Ti-6Al-4V, в то время как I corr был снижен на один порядок по сравнению с образец без покрытия, проявляющий повышенную коррозионную стойкость. Супергидрофобные покрытия TiO 2 также продемонстрировали лучшую гемосовместимость и биосовместимость благодаря уменьшению степени гемолиза и адгезии тромбоцитов. Как показано на рис. 10с, очевидно, что к поверхности непокрытого сплава прилипло большое количество пластинок, в то время как пластинки, прилипшие к поверхности образца МАО, значительно уменьшились, а на образце МАО + ТФОС практически не наблюдается пластинок, что указывает на повышенная гемосовместимость после обработки МАО и последующей супергидрофобной обработки. 3.3. Электрохимическое травление Травление также является распространенным методом получения супергидрофобных поверхностей на различных металлах, таких как титан, нержавеющая сталь, алюминий и их сплавы и т. д.Путем электрохимического/химического травления можно получить иерархические микро-наноструктуры. Однако прямое химическое травление занимает много времени. Здесь мы в основном сосредоточимся на методе электрохимического травления. Для подготовки супергидрофобных титановых поверхностей Lu et al. сообщили о формировании поверхностных микроструктур посредством электрохимического травления в нейтральном электролите хлорида натрия и последующей модификации с помощью FAS для получения низкой поверхностной энергии [10]. Поверхности из титана в свежем виде показали супергидрофобные свойства с краевыми углами более 163°, а также высокую стабильность и стойкость к истиранию.Та же группа также сообщила, что поверхности Ti могут приобретать как суперолеофобность, так и супергидрофобность одновременно, регулируя параметры электрохимического травления в растворе NaBr [78]. На рис. 11a–d показано, что капли суперолеофобной и супергидрофобной поверхности Ti имеют сферическую форму с краевыми углами более 150° в воде и глицерине, а жидкости растекаются по необработанной поверхности. Этот экономичный и безвредный для окружающей среды метод электрохимического травления определен как многообещающий метод, подходящий для промышленного производства суперолеофобных и супергидрофобных поверхностей Ti для будущих применений во многих областях.Нержавеющая сталь (SS) является основным сплавом, широко применяемым в промышленности, быту и медицине благодаря своей низкой цене и надежным механическим свойствам. В связи с растущей потребностью в высокоэффективных НС создание супергидрофобных покрытий на НС с коррозионно-стойкими свойствами вызывает озабоченность многих исследователей. Недавно Сонг и др. разработали простой и недорогой подход к подготовке супергидрофобных поверхностей на подложке из литейной стали GCr15 с помощью электрохимического травления и модификации FAS с WCA более 167° [79].Необработанные подложки после электрохимического травления покрывались пассивными пленками, состоящими из двумерных микро/наношероховатых структур, что выгодно для изготовления супергидрофобных поверхностей. Джанг и др. подготовили поверхность наноструктурированной нержавеющей стали 316L (NT SS316L) электрохимическим травлением для биомедицинских применений [80]. На поверхности NT SS316L были обнаружены нанопоры с диаметром пор от 20 до 25 нм, которые препятствовали адгезии бактерий (рис. 12а, б). Этот метод электрохимической модификации поверхности позволяет сформировать превосходный пассивный слой на поверхности SS316L, который может улучшить коррозионную стойкость.Потенциодинамические поляризационные испытания показали, что полученные образцы SS316L (AR-SS316L) демонстрировали локальную коррозию с потенциалом пробоя 0,53 В (рис. 12c), в то время как локальные пробои образцов NT-SS316L не наблюдались. Кроме того, E corr из NT SS316L примерно на 0,3 В благороднее, чем полученный образец SS316L, что свидетельствует о менее коррозионной структуре после модификации поверхности. Другие исследователи также применили метод электрохимического травления к поверхности алюминия. Ян и др.сообщили о двухэтапном методе электрохимического травления, сочетающем технологии электрохимического травления и маскирования для изготовления супергидрофильных ямочек на протравленных супергидрофобных алюминиевых подложках [81]. Супергидрофобный слой показал высокое E корр из-за прилипания пузырьков к поверхности, а плоские супергидрофильные ямочки можно контролировать, переключая различные напряжения травления. Полученные результаты будут способствовать разработке новых устройств для сбора тумана. Чен и др. изготовили супергидрофобные поверхности на алюминиевой пленке электрохимическим травлением и модификацией миристиновой кислотой с WCA более 165° [82]. Результаты испытаний на потенциальную поляризацию показали, что антикоррозионные свойства супергидрофобных поверхностей значительно улучшились. Основываясь на данных, извлеченных из поляризационных кривых, после супергидрофобной обработки E corr положительно сместился с -0,87 В до -0,28 В, а I corr значительно упал в три раза, демонстрируя, что Al покрытие имело меньшую подверженность коррозии и меньшую скорость коррозии в естественной среде. 3.4. Электрохимическое осаждение В настоящее время технология электроосаждения вызывает много опасений при изготовлении супергидрофобных поверхностей из-за ее преимуществ по сравнению с обычными покрытиями, таких как простота, управляемость, доступность и легкость модификации на больших площадях. Кроме того, неотъемлемая связь покрытия и основного материала обещает повысить механическую прочность и коррозионные свойства, что важно для практических применений. Для магниевого сплава She et al. сообщили о прочной и стабильной супергидрофобной поверхности магниевого сплава AZ91D в результате электроосаждения никеля и процесса химической модификации [83]. Полученная поверхность имеет иерархическую структуру, похожую на сосновую шишку, с WCA более 163° и может поддерживать WCA выше 150° после механического истирания в течение 0,7 м при приложенном давлении 1,2 кПа наждачной бумагой SiC зернистостью 800. Он все еще может проявлять супергидрофобность после длительного пребывания в атмосфере в течение 240 дней. Супергидрофобные поверхности обладают превосходной коррозионной стойкостью в нейтральной среде 3.5 мас.% раствора NaCl со скоростью коррозии только 0,003% чистого сплава в испытании на потенциодинамическую поляризацию. Однако вышеупомянутый двухэтапный метод требует изготовления слоя переходного металла и модификации с малой энергетический материал, который сложен и требует много времени. Чтобы решить эту проблему, Liu et al. разработали метод быстрого одноэтапного электроосаждения для получения антикоррозионной супергидрофобной поверхности на сплаве Mg-Mn-Ce методом электроосаждения [11]. Они изучили влияние напряжения и времени осаждения на морфологию и смачиваемость покрытий, обнаружив, что иерархические структуры были построены при 30 В.Время электроосаждения может составлять всего 1 мин, чтобы получить супергидрофобную поверхность, а сосочки продолжали агломерироваться с образованием гомогенных иерархических структур сосочков, пока время электроосаждения не достигло 20 мин, все краевые углы превышали 155° (рис. 13а). . Супергидрофобная поверхность проявляла сильную коррозионную стойкость после погружения в агрессивные водные растворы. Результаты потенциодинамических поляризационных испытаний поверхностей сплава Mg с обработкой и без нее показали, что все E corr сдвигаются благородно, а I corr резко уменьшаются после процесса электроосаждения (рис. 13b).Кроме того, графики Найквиста на рис. 13с подтвердили, что супергидрофобная поверхность показала гораздо более высокие значения импеданса по сравнению со сплавом без покрытия. Для оценки механической стабильности было проанализировано испытание на истирание, показанное на рисунке 13d. Результаты показали, что полученная поверхность может сохранять контактный угол более 150° после истирания длиной 0,4 м, что свидетельствует о хорошей механической прочности. Для контролируемого изготовления супергидрофобной поверхности на медной подложке Su et al. [60] сообщили о новом и недорогом методе электроосаждения в традиционной ванне Уоттса и процессе модификации (рис. 14а).Шероховатость поверхности увеличилась с 0,08 мкм для подложки из меди до 1,86 мкм для поверхности с осажденным никелем, а затем немного уменьшилась до 1,18 мкм после процесса модификации поверхности. Повышенная шероховатость наплавленного слоя способствовала формированию супергидрофобной поверхности, которая имела иерархическую микронаноструктуру в виде сосновой шишки с WCA 162° ± 1°, обладала высокой микротвердостью и отличной износостойкостью после механического истирания наждачной бумагой SiC зернистостью 800. за 1,0 м на 2.4 кПа. Когда приложенное давление увеличилось до 6,0 кПа, структура, напоминающая сосновую шишку, была частично повреждена, а контактный угол поверхности уменьшился (рис. 14б–д). Кроме того, супергидрофобная поверхность проявляла хорошую химическую устойчивость как в кислой, так и в щелочной среде. На рис. 14с показано, что подложка Cu показала более высокое значение E corr и более низкую плотность тока после электроосаждения Ni. Испытание EIS показало, что значение импеданса супергидрофобной поверхности в 75 раз выше, чем у голой медной подложки (рис. 14d), что подтверждает превосходные антикоррозионные свойства супергидрофобной поверхности.Точно так же прочная супергидрофобная поверхность на основе меди с фрактальной морфологией в форме цветной капусты была приготовлена ​​Jain et al. методом электроосаждения [84]. Созданная по своей природе супергидрофобная поверхность показала исключительную водоотталкивающую способность с CA выше 160° (рис. 15а). Покрытие в исходном состоянии продемонстрировало небольшое снижение E corr и на порядок более низкое значение I corr по сравнению с медной подложкой без покрытия, что указывает на значительное улучшение антикоррозионных свойств (рис. 15b).Кроме того, супергидрофобная поверхность сохраняла целостность после испытаний на механическое истирание, демонстрируя хорошую износостойкость (рис. 15c, d). Процесс напыления при получении композиционного супергидрофобного покрытия ПТФЭ-ППС: AIP Достижения: Том 4, № 3 I. ВВЕДЕНИЕ Раздел: ChooseВверх страницыРЕЗЕРВЫ.ВВЕДЕНИЕ < 1,2 1. H. Zhang, R. Lamb, and J. Lewis, Science and Technology of Advanced Materials 6, 236 (2005). https://doi.org/10.1016/j.stam.2005.03.003 2. А. Дж. Мейлер, Дж. Д. Смит, К. К. Варанаси и др. , приложение ACS. Матер. Интерфейсы 2 , 3100 (2010 г.). https://doi.org/10.1021/am1006035 Увеличение угла контакта жидкости с поверхностью металла может быть достигнуто путем модификации поверхности с использованием материала с низкой поверхностной энергией. 3–5 3. С.Л. Грас, Т. Махмуд, Г. Розенгартен и др. , Хим. физ. хим. 8 , 2036 (2007). https://doi.org/10.1002/cphc.200700222 4. T. H. Chen, Y. J. Chuang, and C. C. Chieng, J. Micromech. Микроангл. 17 , 489 (2007). https://doi.org/10.1088/0960-1317/17/3/010 5. К. Лю и Л. Цзян, Nanoscale 3 , 825 (2011). https://doi.org/10.1039/c0nr00642d В жидкостном микрогироскопе применение супергидрофобной обработки на поверхности скольжения ротора и статора может эффективно снизить сопротивление, когда ротор вращается со скоростью. 6,7 6. Л. Цзян и З. Ю. Чжун, Journal of Scientific Instrument 5 , 28 (2008). 7. М. А. Самаха, Х. В. Тафреши и М. Гад-эль-Хак, Comptes Rendus Mecanique 340 , 18 (2012). https://doi.org/10.1016/j.crme.2011.11.002 В настоящее время, благодаря достижениям в технологии нанопроизводства, широко исследуются методы подготовки супергидрофобных поверхностей. 8 8. Б. Бхушан и Ю. К. Юнг, Прогресс в материаловедении 56 , 1 (2011).https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2010.04.003 Общие методы подготовки гидрофобной поверхности: • Шаблонирование. Заливка или выдавливание формовочного материала, а затем отделение формовочного материала от поверхности шаблона или растворение шаблона для получения оригинальной копии топографии поверхности шаблона. 9,10 9. Z. Cheng, L. Feng и L. Jiang, Advanced Functional Materials 18, 3219 (2008).https://doi.org/10.1002/adfm.200800481 10. X. Deng, L. Mammen, L. H. Butt et al. , Наука 335 , 67 (2012). https://doi.org/10.1126/science.1207115 • Химическое травление. Разъедание поверхности деталей сильной кислотой или основанием, так что поверхность выглядит как шероховатая микро- и нанокомпозитная структура. 11–13 11. B.T.Qian and Z.Q.She, Langmuir 21 , 9007 (2005). https://doi.org/10.1021/la051308с 12. M. Han, S. Go и Y. Ahn, Bull, Korean Chem. соц. 33 , 1363 (2012). https://doi.org/10.5012/bkcs.2012.33.4.1363 13. Ю. Лю, С. Инь, Дж. Чжан и др. , Прикладная наука о поверхности 280 , 845 (2013). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.05.072 • Химическое осаждение. Нанесение одного или нескольких материалов на подложку с образованием пленки. Это может изменить смачиваемость субстрата. Путем нанесения материалов с низкой поверхностной энергией на подложку можно получить гидрофильную и гидрофобную поверхность. 14–16 14. И. А. Лармор, Г. К. Сондерс и С. Э. Белл, New Journal of Chemistry 32 , 1215 (2008). https://doi.org/10.1039/b718006c 15. J. Fresnais, J. P. Chapel и F. Poncin-Epaillard, Surface and Coatings Technology 200 , 5296 (2006). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.06.022 16. Q. Yu, Z. Zeng и W. Zhao, Chem. коммун. 49 , 2424 (2013). https://doi.org/10.1039/c3cc00207a • Анодирование. В электролизере подключите заготовку к аноду источника питания и добейтесь подготовки микро- и нанокомпозитных структур путем анодирования. 17,18 17. Л. Чжай, Ф. К. Чебечи, Р. Э. Коэн и др. , Рубнер. Nano Letters 4 , 1349 (2004). https://doi.org/10.1021/nl049463j 18. J. G. Buijnsters, R. Zhong, N. Tsyntsaru et al. , приложение ACS. Матер. Интерфейсы 5 , 3224 (2013 г.). https://doi.org/10.1021/am4001425 • Преимуществом вышеуказанных методов является простота операции, высокая эффективность и хорошая гидрофобность.Применяется как в кустарном, так и в механизированном производстве. Этот метод может быть использован для получения супергидрофобного покрытия большой площади и имеет широкие перспективы применения. Благодаря низкой поверхностной энергии ПТФЭ обладает хорошей гидрофобностью. Недорогое супергидрофобное покрытие из ПТФЭ может быть изготовлено из эмульсии ПТФЭ и N-метилпирролидона (NMP) методом распыления. Поверхностный угол контакта супергидрофобного покрытия может достигать 163°, но при испытании на воздействие воды покрытие показывает плохую адгезию, которая не может удовлетворить потребности микрогироскопа ротора с жидкостным поплавком.Полифениленсульфид (PPS) имеет более сильную адгезию как к металлу, так и к материалу PTFE. Использование PPS вместо NMP может решить проблему, а контактный угол поверхности супергидрофобного покрытия составляет 158°. Если в эту систему добавить гидрофобные наночастицы диоксида кремния, угол смачивания поверхности может достигать 164° и улучшать адгезию. В данной статье предлагается способ получения композиционного супергидрофобного покрытия политетрафторэтилен (ПТФЭ)-полифениленсульфид (ППС), основанный на процессе напыления.Цель состоит в том, чтобы уменьшить сопротивление скользящей поверхности ротора и статора в микрогироскопе с ротором с жидкостным поплавком, снизить потери мощности и увеличить срок службы гироскопа. II. ПРОЦЕСС ПОДГОТОВКИ СУПЕРГИДРОФОБНОГО ПОКРЫТИЯ Раздел: ChooseНаверх страницыРЕЗЮМЕ.ВВЕДЕНИЕII.СУПЕР-ГИДРОФОБНОЕ ПОКРЫТИЕ… < пистолет-распылитель высокого давления для приготовления супергидрофобного композитного покрытия на поверхности материала 2Ж85.Подробный процесс подготовки выглядит следующим образом: A. Предварительная обработка Протрите лист 2J85 последовательно металлографической наждачной бумагой 800# и 1500#, чтобы удалить поверхностный оксидный слой и одновременно сформировать микронную шероховатость. Разрежьте лист 2J85 на кусочки размером 2 см × 2 см и очистите их ультразвуком в растворе ацетона в течение 5 минут, удаляя масло с поверхности. Затем повторите процесс в абсолютном этаноле еще 5 мин, удаляя остаточный раствор ацетона. Наконец, несколько раз промойте детали 2J85 деионизированной водой и высушите их в сушильном шкафу.Морфология поверхности деталей 2J85 после предварительной обработки показана на рис. 1. B. Химическое травление Взять 50 мл 10 моль/л раствора соляной кислоты, медленно добавить к 200 мл деионизированной воды, чтобы получить раствор соляной кислоты с концентрацией 2 моль. /л. Добавьте 10 мл раствора перекиси водорода к раствору соляной кислоты, затем тщательно перемешайте. Поместите предварительно обработанные детали 2J85 в смешанный раствор соляной кислоты и перекиси водорода для травления. Время травления 50мин.Во время травления железо на поверхности 2J85 протравливается кислотой, а остальные остаются, образуя микро-нанокомбинирующую структуру, как показано на рис. 2. C. Напыление взвешивают и добавляют к 40 мл деионизированной воды, при этом пропорционально добавляя ПТФЭ, чтобы получить смешанный раствор шести различных массовых соотношений, а именно: 1:0, 1:0,5, 1:1, 1:1,5, 1:2,5 и 1:10. То есть массовая доля ПТФЭ в растворе смеси составляет: 0%, 2%, 4%, 6%, 9% и 24%. Добавить 0,8 мл 2% эмульгатора ОП-10, перемешать магнитной мешалкой в ​​течение 5 мин, чтобы обеспечить тщательное перемешивание.Загрузите смесь в пистолет-распылитель и равномерно распылите смешанный раствор PTFE-PPS на поверхность материала 2J85 с помощью пистолета-распылителя. В процессе распыления поддерживайте давление распыления на уровне 0,2-0,3 МПа, расстояние между соплом и 2J85 вычтите из 25 см, а угол распыления 45º, как показано на рис. 3. После распыления высушите детали 2J85 через 150°. °C окружающей среды в течение 30 мин. Спекают композитные покрытия на поверхности 2J85 при температуре (330 ± 5) °С в течение 1,5 часов, после чего получают шероховатую поверхность композитного покрытия ПТФЭ-ППС.Морфология поверхности спеченного композитного покрытия ПТФЭ-ППС при массовом соотношении 1:0,5, 1:1 и 1:2,5 представлена ​​на рис. Поверхность деталей 2J85 имеет явную микро-нанокомпозитную структуру. При массовом соотношении 1:0,5 появляются структуры микронного размера; чем ближе соотношение масс к 1:1, тем лучше количество и равномерность распределения структур микронного масштаба. Однако, когда массовое соотношение достигало 1:2,5, микронные структуры становились плоскими.Гидрофобный эффект этого обсуждается ниже. Если к раствору смеси добавить немного кремнезема, микронные структуры станут более сложными, а нано-структуры станут более однородными, что может увеличить контактный угол поверхности до 164 °. Различие между их морфологией поверхности показано ниже. Рис. 5(a) и 5(b) показывают морфологию поверхности без кремнезема, тогда как 5(c) и 5(d) показывают ее с кремнеземом. III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Раздел: ВыбратьНаверх РЕЗЮМЕ.ВВЕДЕНИЕII.СУПЕРГИДРОФОБНОЕ ПОКРЫТИЕ…III.РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ…< Анализ причин этого показывает, что когда концентрация ПТФЭ мала, а именно содержание ПТФЭ меньше, то ПТФЭ, осаждающийся на поверхности образца, является разреженным и гидрофобный эффект не является хорошим.При концентрации ПТФЭ 4% максимальный контактный угол капель воды на поверхности детали 2J85 может достигать 158°, что свидетельствует о хорошем гидрофобном эффекте. Если концентрация ПТФЭ продолжает увеличиваться, углы контакта деталей 2J85 имеют тенденцию к снижению. Это связано с тем, что концентрация ПТФЭ слишком высока, а концентрация ПФС недостаточна, что приводит к недостаточной реакции между ними, что влияет на гидрофобные эффекты. Таким образом, наилучшие гидрофобные результаты могут быть получены, когда концентрация ПТФЭ в растворе смеси составляет 4%; а именно, массовое соотношение между ППС и ПТФЭ составляет 1:1. Для улучшения адгезии покрытия и механической прочности в раствор смеси добавляют наночастицы силикагеля. Сохраняйте соотношение концентраций ПФС и ПТФЭ и добавляйте различное количество частиц кремнезема в раствор смеси. Приготовить раствор смеси ПФС-ПТФЭ-SiO 2 в весовом соотношении 1:1:0,5, 1:1:1, 1:1:1,5 и 1:1:2; то есть массовая доля кремнезема составляет 2%, 4%, 6% и 8%. Если содержание кремнезема продолжает увеличиваться, текучесть раствора смеси будет плохой, что не может удовлетворить потребности процесса нанесения покрытия.Повторение вышеупомянутого процесса нанесения покрытия и измерение среднего краевого угла смачивания образцов 2J85 позволяет получить результаты, показанные на рис. 7. Можно видеть, что при добавлении к раствору смеси ПФС и ПТФЭ наночастиц силикагеля поверхностный краевой угол слегка увеличился. . Когда массовая доля кремнезема меньше 4%, гидрофобность композитного покрытия увеличивается с увеличением содержания кремнезема, в то время как когда массовая доля кремнезема превышает 4%, тренд изменения начинает сглаживаться. При добавлении диоксида кремния на поверхности покрытия появляется множество сферических структур, проявляющих супергидрофобный эффект. При массовой доле SiO 2 ниже 4 % плотность сферических структур увеличивается с увеличением концентрации SiO 2 , а при большей массовой доле SiO2 плотность сферической структуры выходит на насыщение, и гидрофобный эффект практически не изменяется при изменении массовой доли SiO 2 .Так, оптимальная массовая доля кремнезема в растворе составляет 4 %, а именно массовое соотношение ПТФЭ, ПФС и SiO 2 составляет 1:1:1. Затем проводится проверка стойкости супергидрофобного покрытия методом гидроудара. В этом тесте на образец воздействует поток деионизированной воды из воронки в течение 5 секунд за один раз. Образец помещают на 10 см ниже горловины воронки под углом 30° к горизонтали. Углы смачивания измеряют после каждой операции удара водой, и результаты испытаний показаны в таблице I. Таблица I. Контактный угол в зависимости от времени воздействия воды. 4 1645 55 107 1617 16055 257 1555 307 153 Воздействие потока воды (ы) Угол контакта (°) 0 5 10 8 15 от результатов теста можно увидеть, что после PPS В процессе распыления PTFE-SiO 2 образцы 2J85 имеют хорошую адгезию.После 30-секундного воздействия потока воды угол контакта с поверхностью все еще может поддерживаться на уровне более 150 °, что соответствует требованиям снижения граничного сопротивления микрогироскопа ротора с подвижным ротором. IV. ВЫВОДЫ Раздел: ChooseTop of pageРЕФЕРАТ.ВВЕДЕНИЕII.СУПЕРГИДРОФОБНОЕ ПОКРЫТИЕ…III.РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ…IV.ВЫВОДЫ <<ССЫЛКА НА СТАТЬИ В этой статье описан способ получения супергидрофобного композита ПТФЭ-ППС. Предложено нанесение на поверхность деталей 2Ж85 напылением.Максимальный угол контакта с поверхностью 158° может быть достигнут при массовом соотношении PTFE и PPS 1:1. Если к раствору смеси ППС и ПТФЭ добавить наночастицы силикагеля, краевой угол можно увеличить. При массовом соотношении ПТФЭ, ПФС и SiO 2 1:1:1 максимальный угол составляет 164°, при этом адгезия композиционного покрытия ПТФЭ-ППС-SiO 2 также снижена. улучшенный, что соответствует требованиям по уменьшению граничного сопротивления в микрогироскопах с жидкостным ротором. Самосборка заряженных золотых и серебряных наночастиц на границах раздела вода-воздух и вода-масло, опосредованная гидрофобным покрытием и поверхностно-активным растворителем Мы сообщаем о самосборке наночастиц золота и серебра со стабилизированным зарядом на границах раздела вода-воздух и вода-масло, путем манипулирования взаимодействиями между границами раздела и адсорбирующими наночастицами. Адсорбция наночастиц из объемных коллоидов на границе раздела является энергетически выгодным, но ограниченным сорбционным барьером (контролируемым кинетикой) процессом.Следовательно, для успешной самосборки наночастиц необходимо уменьшить конечный барьер сорбции. Этого можно достичь, манипулируя тремя контролирующими силами: электростатической силой отталкивания, силой Ван-дер-Ваальса отталкивания и гидрофобной силой притяжения между границей раздела и адсорбирующими наночастицами. Было обнаружено, что гидрофобные покрытия изменяют гидрофобность наночастиц и значительно увеличивают гидрофобную силу притяжения. Поверхностно-активные органические растворители (метанол, этанол, изопропанол, ацетон) в некоторой степени снижают гидрофобную силу притяжения.Однако они уменьшают отталкивающую электростатическую силу в большей степени, через механизм «разбавления заряда» из-за их положительной адсорбции на заряженных границах раздела вода-воздух и вода-масло. Следовательно, гидрофобные покрытия и органические растворители снижают сорбционный барьер, облегчают наночастицам преодоление сорбционного барьера и опосредуют самосборку наночастиц. У вас есть доступ к этой статье Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй снова? Крупносерийное изготовление прочного и самовосстанавливающегося супергидрофобного покрытия с высокой термостойкостью и длительной коррозионной стойкостью Долговечность является важнейшей характеристикой для расширения области применения искусственных супергидрофобных покрытий.При этом простым и дешевым способом получают своеобразное прочное супергидрофобное покрытие с использованием в качестве сырья не содержащей фтора суспензии, состоящей из эпоксидно-модифицированной силиконовой смолы (МСС), функционализированного SiO 2 , ГО и пластинчатого порошок слюды (МП). Покрытие MSR@SiO 2 + GO + MP демонстрирует превосходную смачиваемость поверхности с контактным углом воды 163,8°, малым углом скольжения 3,5° и силой сцепления микрокапель примерно 12,6 ± 0.5 мкН. Кроме того, он может выдерживать чередующиеся высокие и низкие температуры, интенсивное УФ-излучение в течение 7 дней, сильное химическое воздействие и различные испытания на механическую прочность. Кроме того, покрытие также демонстрирует значительную ремонтопригодность, стойкость к плазменному травлению O 2 и превосходную самоочищаемость как на воздухе, так и в масле даже после механических повреждений. Дальнейшее систематическое изучение механизма влияния множественных гибридизаций на долговременную коррозионную стойкость и термические свойства супергидрофобного покрытия.Простой метод и супергидрофобное покрытие должны иметь хорошие перспективы применения для защиты больших площадей. У вас есть доступ к этой статье Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй снова? Ученые разработали гидрофобное покрытие для предотвращения инфекций Newswise — Каждый год более миллиона человек заболевают внутрибольничными инфекциями во время пребывания в больнице.И около 100 000 из них умирают от этих осложнений. Но исследователи из Университета Джорджии полны решимости изменить это, и их новое исследование показывает многообещающий инструмент для предотвращения инфекций до того, как они возникнут. В исследовании, опубликованном в ACS Applied Materials and Interfaces, изучалось, как инновационное покрытие, разработанное учеными UGA, может предотвратить прилипание жидкостей, таких как вода и кровь, к поверхностям. Исследователи также обнаружили, что водоотталкивающее покрытие может убивать бактерии и останавливать образование тромбов на поверхности объекта. Рост бактерий на медицинских устройствах является причиной многих внутрибольничных инфекций. Но с этим трудно бороться, потому что бактерии будут цепляться за поверхность объекта, создавая желеобразное покрытие, называемое биопленкой. «Гораздо легче убить бактерии в их свободно плавающем состоянии, но как только они образуют биопленку, антибиотикам очень трудно проникнуть в биопленку и убить бактерии», — сказал Хитеш Ханда, корреспондент исследования и доцент. в Инженерном колледже УГА.«Часть биопленки может оторваться и заразить другие места в организме, и при распространении инфекции ее становится очень трудно лечить». Исследователи объединили оксид цинка и наночастицы меди с водоотталкивающим покрытием. Чтобы проверить, насколько эффективно их покрытие против жидкостей, они нанесли его на губки. — Губки такие впитывающие, — объяснила Ханда. «Если это предотвратит впитывание губкой любой жидкости, то, конечно, она также будет очень хорошо работать на поверхностях медицинских устройств.” Команда пробовала наносить воду, молоко, кофе, сок и кровь на губки, но жидкости сразу же соскальзывали. Исследователи также обнаружили, что бактерии, которые пытались прикрепиться к губкам, Staphylococcus aureus, также не прилипали к поверхности. Кроме того, покрытие отталкивает большинство частиц в крови, которые приводят к свертыванию крови. В предыдущих исследованиях были разработаны аналогичные супергидрофобные покрытия, но они имели серьезные ограничения. «Эти покрытия обычно очень хрупкие, — сказал Экрем Озкан, ведущий автор исследования и научный сотрудник UGA.«Они могут легко потерять свои супергидрофобные свойства после незначительного повреждения — даже простого прикосновения пальца к объекту». Команда исследователей провела это новое покрытие через несколько строгих испытаний, подвергая губки различным испытаниям: от протирания пальцами их поверхности до обработки их наждачной бумагой и отклеивания ленты. No related posts. Ответить Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт