Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Содержание

Перспективы применения стеклянных изоляторов с гидрофобным покрытием

Ким Е. Д.– профессор, доктор технических наук;

Шеленберг М. В. – ООО «СКТБ по изоляторам и арматуре»

Трифонов В. З. – ФГУП «ВЭИ»

 

   Линейные изоляторы из закаленного стекла являются наиболее распространенными на высоковольтных воздушных линиях электропередачи, что обусловлено их высокой электрической и механической прочностью и простотою визуализации дефектных элементов в гирлянде. Но существуют локальные области, характеризующиеся повышенной степенью загрязненности атмосферы, в которых стеклянные изоляторы не способны обеспечивать надежной работы на требуемом уровне. Сюда можно отнести территории, примыкающие к предприятиям тяжелой и химической промышленности, районы с природными солончаками, прибрежные зоны с возможными морскими уносами и др. Конденсация ионообразующих загрязнений на поверхности твердого диэлектрика приводит к возрастанию поверхностных токов утечки, под действием которых происходит частичное разрушение поверхности диэлектрика, что, в свою очередь, ускоряет процесс осаждения загрязняющих аэрозолей.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) В результате: изоляторы либо разрушаются «преждевременно», либо теряют изолирующую способность и гирлянда перекрывается даже при рабочем напряжении, часто  наблюдаются эти события практически одновременно. Как позывает опыт, профилактические меры по смыву загрязнений и максимальное увеличение длины пути утечки изолирующей конструкции не дают ожидаемого положительного эффекта, кроме того они трудоемки и весьма затратны.

Опыт эксплуатации подстанционной изоляции с гидрофобным покрытием

   На сегодня наиболее эффективным техническим решением повышения надежности работы внешней изоляции в условиях интенсивного загрязнения является применение полимерных изоляторов с защитной оболочкой из кремнийорганической смеси. Многолетним опытом эксплуатации установлено, что гидрофобность силикона может сохраняться в течение долгих лет без каких-либо признаков ограничения срока службы благодаря тому, что полимеры с низким молекулярным весом и слабой энергией связи, но обеспечивающие  гидрофобность, могут диффундировать из объема оболочки на её поверхность.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Таким образом, гидрофобные свойства защитной оболочки изолятора трансформируются на осаждаемый слой загрязнения, что препятствует процессу накопления загрязнения. Вместе с тем отсутствие надежного способа диагностики состояния соединения по границе «стрежень – защитная оболочка» и самого несущего элемента – стержня  сдерживает повсеместное использование полимерных изоляторов.

   Нанесение на наружную изоляцию гидрофобных покрытий является одним из профилактических мероприятий, направленных на восстановление и повышение ее разрядных характеристик. Одним из перспективных направлений в этой области стало применение покрытий на основе силиконовых компаундов холодного отверждения, RTV резины. Важное достоинство таких покрытий заключается в том, что при попадании на поверхность стекла или фарфора происходит ориентация метильных групп (-СН3) в сторону внешней поверхности покрытия, которые и обуславливают их гидрофобные свойства. Кроме того прочность связи Si – Oосновной цепи силиконовых полимеров больше прочности связей C – Si и C – H, следовательно  процессы окисления и деструкции будут преимущественно идти по боковым цепям и функциональным группам.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Рис. 1. Нанесение гидрофобного покрытия на изоляцию ОРУ-330 кВ Кураховской ТЭС

   Полученный   к середине   90-х  годов  положительный опыт эксплуатации покрытий на основе однокомпонентных кремнийорганических эластомеров в районах с высокой степенью загрязненности дал новый толчок к всестороннему изучению свойств данного типа покрытий и исследованиям по улучшению их эксплуатационных свойств [1, 2]. В настоящее время накоплен большой положительный мировой опыт  применения покрытий наружной изоляции полимерными эластомерами холодного отвердения (RTV) как экономически оправданный  способ восстановления и усиления изоляции. Нельзя не отметить, что среди стран СНГ наиболее широко RTV-технологии применяются в электросетях Украины [3]. Так большая часть подстанционной изоляции, включая ОРУ-330 кВ, расположенных в местах  преимущественных уносов летучих выбросов,  это восточные регионы страны, поддерживается  не нанесением гидрофобной пасты или жидкости, а образованием твердого силиконового покрытия (рис.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) 1).

Опыт применения RTV покрытия на ВЛ

   Известно, что с конца 1990-х, основываясь на положительном опыте эксплуатации полимерных изоляторов, ISA и REP – одни из крупнейших международных транспортеров электрической энергии в Латинской Америке, стали внедрять технологию полимерных изоляторов в своих сетях [4]. Изоляторы устанавливали на  проблемных участках линий, проходящих вдоль морского побережья, а также  пустынных прибрежных равнин с субтропическим климатом, высокой влажностью и малым количеством осадков. Результаты не оправдали ожиданий. Так, например, в период 1996-2009 около 12 000 изоляторов было установлено на линиях электропередачи 220 кВ вдоль побережья. С 2004 года всего было зафиксировано 17 случаев отказов на линиях электропередачи по причине механических разрушений изоляторов.По мнению экспертов,  конечной причиной отказов являлись образование азотной кислоты внутри изоляторов под воздействием высокого уровня загрязнения, высокой влажности и электрического напряжения.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

   Электросетевые компании вынуждены были находить альтернативы этим  изоляторам. ISA выбрали полимерные изоляторы нового поколения с улучшенной конструкцией, выполненные из кислотостойких стержней с применением технологии радиального сжатия с контролем деформации. В то же время компания REP предпочла стеклянные изоляторы с RTV силиконовым покрытием. Ключевым аргументом в пользу выбора изоляторов из закаленного стекла с покрытием из силиконовой резины являлась простота контроля:  не требуется специального оборудования кроме  визуального осмотра для оценки состояния изолятора. Чтобы избежать штрафов из-за перебоев в работе линий, обе компании замену изоляторов проводили под напряжением, для чего предварительно была разработана соответствующая технология.

   Выбор того или иного вида изоляторов зависит от многих факторов: от традиции, от особенности географических и климатических условий, от загрязненности атмосферы.  В электросетях Китая в последние годы отмечается существенно опережающее применение полимерных изоляторов, что можно видеть по обобщенным данным высоковольтных сетей Китая (табл.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

1) [5].  

                                                                                                                                        Таблица № 1

                   Данные эксплуатации линейных изоляторов в  сетях 66 кВ и выше в Китае

ИзоляторСуммарно по 2012 г.От 2007 по 2012 г.г.
 
Установлено
ПоврежденоУстановленоПовреждено
Фарфоровый

37,7 %

0,059 %26,4 %0,04 %
Полимерный

37,0 %

0,068 %43,7 %0,04 %
Стеклянный

25,0 %

0,020 %29,5 %0,01 %
Фарфоровый длинно-стержневой

0,30 %

0,044 %

0,40 %

0,02 %

 

   В северо-западных и северных районах Китая, где изоляторы  подвержены относительно большим загрязнениям, полимерные изоляторы нашли большее применение.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Следует отметить, что в Китае количество композитных изоляторов  на вновь строящихся линиях ультравысокого напряжения переменного и постоянного тока  (т.е. 1000 кВ, 750 кВ, ±800 кВ и ±500 кВ) составляет более чем 55% всех изоляторов, находящихся  в обслуживании. Более высокая устойчивость к загрязнениям позволяет заметно уменьшить высоту порталов, таким образом удается  существенно снизить капитальные затраты на строительство таких линий.

Рис. 2. Гирлянда изоляторов с гидрофобным покрытием на ВЛ500 кВ в провинции Хубей (Китай)

   Вместе с тем, наблюдаемый уровень отказа полимерных изоляторов (см. табл. 1), отсутствие простых и надежных способов контроля скрытых дефектов не способствовали применению композитных изоляторов для некоторых китайских энергетических компаний, особенно на линиях сверхвысоких напряжений. В этой связи проводились исследования, направленные на применение стеклянных изоляторов с RTV покрытием. Такие работы велись практически параллельно с освоением технологии восстановления подстанционных фарфоровых изоляторов.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Как отмечено в [5], бесспорное  преимущество покрытий RTV на фарфоре или стекле заключается в том, что они комбинируют надежные механические свойства неорганических изоляторов с превосходной стойкостью к загрязнениям силиконовой резины. На данный период их главным недостатком считается  высокая цена изделия.  Действительно, для вновь строящейся линии, гидрофобизированные  RTV резиной изоляторы явно дороже, чем  композитные изоляторы. Однако, для существующих линий стоимость нанесения покрытия находящихся на линиях изоляторов воспринимается  как приемлемая по сравнению затратами  по замене на полимерные изоляторы. С повышением качества и надежности покрытия многие поставщики электроэнергии более склонны, чем когда-либо, чтобы воспользоваться изоляторами с покрытием RTV на важных линиях высоковольтной передачи. Например, компания Tianjin Power Bureauприменила полимерное покрытие изоляторов линий 220 кВ, питающих столицу – Пекин. Кроме того, для натяжных изоляторов  в районах с высоким загрязнением все чаще стали применять гирлянды стеклянных изоляторов  с  RTV покрытием (рис.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)
2).

   Всемирно известная компания Sediver более 20 лет поставляет изоляторы из закаленного стекла с гидрофобным RTV покрытием,  на данный период она реализовала свыше 1 200 000 шт.  Эти изоляторы успешно эксплуатируются в различных энергосистемах на ВЛ вплоть до класса 500 кВ в условиях интенсивных загрязнений, преимущественно в на линиях, проходящих вдоль морского побережья [6]. 

                                                                                                                                       

 Таблица № 2

                          Эксплуатация стеклянных изоляторов с RTV покрытием производства Sediver    

ЭнергокомпанияНачало эксплуатацииУсловие эксплуатации
Катар – MEW1996 г.Область со смешанным загрязнением
Италия – Terna2004 г.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)Побережье с высоким морским загрязнением
Франция – EDF2008 г.Побережье с высоким морским загрязнением
Англия – NG
2008 г.
Область с высоким уровнем загрязнений
Норвегия – Statnett2010 г.Побережье с высоким морским загрязнением
Перу – Abengoa2011 г.Побережье с высоким морским загрязнением

   Как показывает опыт работы стеклянных изоляторов с гидрофобным покрытием [6], отпала  потребность чистки изоляции, хотя такое мероприятие предусматривалось  на аналогичных линиях (см. табл. 2). При этом отмечается, что затраты, понесенные при покупке таких изоляторов, компенсируются исключением процедуры осмотра композитных изоляторов, выполняемые преимущественно методом верхового осмотра.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Лабораторные и полевые исследования

   Созданию производства по выпуску стеклянных изоляторов с RTV покрытием в Sediver   предшествовали всесторонние исследования [7] при непосредственном участии специалистов компании Terna, высоковольтных лабораторий Stri (Швеция) и Bazet (Франция) по трем основным аспектам:

– эрозионной стойкости материала покрытия;

– гидрофобности при различных экстремальных внешних воздействиях;

– устойчивости к загрязнению.

   Особый интерес представляют накопленные в течение 20 лет  данные мониторинга   состояния RTV покрытия на  стеклянных изоляторах. Испытуемые образцы продемонстрировали общее хорошее сохранение гидрофобных свойств – в том числе в тяжелых районах, где  чистка ранее выполнялась почти ежеквартально. Было установлено локальное снижение гидрофобности вокруг стержня изолятора на стороне высокого потенциала, что не удивительно, учитывая распределение электрического поля вдоль гирлянды, что не могло влиять на стойкость всей изоляции.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Рис. 3. Внешний вид гирлянды изоляторов и испытательного оборудования

   Для сравнения испытывались в камере чистого тумана  (рис. 3) две гирлянды по четыре изолятора каждая: одна из изоляторов с покрытием после 20 лет эксплуатации в условиях,характеризующихся сочетанием пустыни, морских и промышленных загрязнений; вторая – из новых изоляторов без покрытия, но искусственно загрязненных в одинаковой степени с первой по плотностям нерастворимых (NSDD) и солевых составляющих загрязнений (ESDD). Гирлянда из искусственно загрязненных изоляторов показала в среднем разрядные напряжения на уровне 72 кВ. В то же время при этих же условиях испытания,  гирлянда изоляторов, демонтированных после  20 лет  службы, перекрывалась при напряжении не ниже 240 кВ.

   В настоящее время некоторые мировые производители стеклянных изоляторов в перечень выпускаемой продукции включают изоляторы с гидрофобным покрытием. Однако отсутствие общепринятых технических условий и соответствующих методов оценки регламентируемых параметров отчасти препятствуют распространению новых изделий.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Представляется закономерным, что общий подход в разработке дополнительных технических требований, относящихся к защитным функциям   покрытия, должен основываться на существующих нормативных материалах для композитных изоляторов. Сюда можно отнести трекинго – эрозионную стойкость покрытия, определяющую срок службы в экстремальных условиях,  внешние электрические характеристики при различных условиях загрязнения. Трудность заключается в том, что, например, по первому показателю сами методы испытания, нормированные для полимерных изоляторов, могут быть приняты практически без купюр. Однако  критерии приемки должны быть скорректированы, поскольку, как отмечено в [5, 6], предельные размеры повреждения оболочки для композитного изолятора не являются критическими для неорганических изоляторов с RTV покрытием, поскольку закаленное стекло или фарфор сами по себе являются стойкими к внешним воздействиям диэлектриками. Поэтому частичное разрушение покрытия не может привести к ускоренному выходу из строя всей изоляционной конструкции, как это имеет место в случае полимерных изоляторов.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

  Некоммерческое партнерство «Электросеть изоляция», объединяющее ведущих отечественных производителей арматуры и изоляторов для сетевых объектов, стало инициатором разработки современных нормативно-технических документов для стеклянных тарельчатых изоляторов с гидрофобным покрытием. Данная инициатива нашла поддержку в ПАО «Россети» и разработка двух СТО ПАО «Россети» «Изоляторы линейные подвесные тарельчатые с гидрофобным покрытием» включена в план создания СТО ПАО «Россети» на 2016-17 гг.

Рис. 4. Результаты испытаний стеклянных изоляторов «ЮМЭК» в условиях соляного тумана и обледенения – оттаивания: БП- без покрытия; П1- RTV покрытие Terna; П2-RTV покрытие ЮМЭК

Разработчиками СТО являются специалисты двух ведущих отечественных производителей стеклянных изоляторов – «ЮАИЗ» и «ЮМЭК», активное участие в подготовке новых документов принимают представители ПАО «НТЦ ФСК ЕЭС» и испытательного центра «ВЭИ».

   В марте 2016 года в испытательном центре ФГУП ВЭИ успешно завершены сравнительные испытания стеклянных тарельчатых изоляторов производства ЗАО «ЮМЭК»  с гидрофобным покрытием и без него.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Проведенные испытания (определение выдерживаемых напряжений в атмосфере соленого тумана при различной концентрации соли в растворе и определение разрядных и выдерживаемых напряжений в условиях обледенения и оттаивания) показали преимущества изоляторов с гидрофобным покрытием в сложных климатических условиях.

   На  рис. 4 представлены данные испытаний стеклянных изоляторов производства «ЮМЭК» с RTV покрытием, выполненным, в том числе, в Италии по технологии Terna – Sediver, на стойкость к соляному туману. Там же приведены результаты пробных испытаний изоляторов, составленных в гирлянды по 3 элемента в каждой,  в условиях, имитирующих оттаивание изоляторов после их обледенения. Представляется целесообразным для линейных изоляторов тарельчатого типа из фарфора или из закаленного стекла с гидрофобным покрытием требования стойкости к различным видам загрязнений нормировать для коротких гирлянд (например, из 5-ти элементов). При этом соответствующие  методы испытания, определяющие эти характеристики, должны быть адаптированы для объективного учета гидрофобных свойств изоляторов.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

  Из гистограмм можно отметить незначительный эффект – всего лишь 5%-10% превышения измеряемых напряжений по сравнению с изоляторами без защитного слоя. Следует отметить, что к аналогичным результатам приводят испытания изоляторов в условиях предварительного твердого загрязнения по существующим методикам, при которых одним из условий является постоянство параметров загрязнений на объекте в течение всего процесса испытания, что априори нивелирует свойство смачиваемости поверхности диэлектрика.

  В упоминаемой выше работе [6] приведены результаты испытаний коротких гирлянд (из 5-ти элементов) с предварительным твердым загрязнением, выполненных по рекомендации Stri. 

Рис. 5. Результаты испытания гирлянды из 5-ти изоляторов с RTV покрытием с твердым загрязнением, с плотностью 0,1 мг / см2

  По сути, процедура испытания соответствовала известной методике по МЭК 60507, но отличие состояло в том, что дискретный подъем напряжения проводился с маленьким шагом, около 5% от расчетной величины разрядного напряжения (рис.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) 5). Весь цикл получения конечного результата на одном объекте составил около 100 мин, при этом контроль состояния слоя загрязнений не проводился.  Поэтому можно предположить, что за период проведения испытаний изоляторы с RTV покрытием значительно больше «утратили» загрязнение, чем изоляторы без покрытия, таким образом удалось оценить  более реалистичный эффект гидрофобности RTV слоя. В приведенном примере выдерживаемые напряжения существенно отличались между собой: 132 кВ против 76 кВ (см. рис. 5).

  На фоне положительного опыта эксплуатации стеклянных изоляторов с RTV покрытием на ВЛ переменного тока  отмечается активизация исследования работоспособности этих изоляторов на линиях постоянного тока.  По данным [8] с 2009 г. около 2000 шт. изоляторов с защитным покрытием успешно проходят опытную эксплуатацию на ВЛ  200 кВ на участке Tuscany, который входит в единую систему Terna. Программа испытаний включает в себя следующие мероприятия:  визуальная инспекция; оценка гидрофобности; оценка уровня загрязнения; измерение проводимости слоя загрязнения; измерение толщины покрытия.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) В этой связи особый интерес представляют результаты испытаний напряжением постоянного тока в условиях соляного тумана. При равных параметрах испытания (80 г/л – соленость тумана) гирлянды изоляторов из закаленного стекла с RTV покрытием показали себя более устойчивыми, чем  длинностержневые полимерные изоляторы, несмотря на ощутимо меньшие геометрические параметры. Возможно, в будущем изоляторы из закаленного стекла с RTV покрытием составят также серьезную альтернативу для полимерных изоляторов и на высоковольтных линиях постоянного тока.

Выводы

   Расширение рынка полимерных изоляторов обусловлено их общепризнанными преимуществами, это в первую очередь гидрофобность, что определило область их применения, на линиях ВЛ, подтвержденных сильным загрязнениям. Однако, наблюдаемый отказ этих изоляторов, с одной стороны, отсутствие надежного способа обнаружения скрытых дефектов, с другой стороны, ограничивают их повсеместное использование, особенно, на ответственных линиях.

   Использование изоляторов из закаленного стекла с RTV покрытием можно рекомендовать как альтернативное техническое решение применению полимерных изоляторов для изоляции ВЛ с интенсивными загрязнениями, характеризующееся простотою дефектирования.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Частичные повреждения силиконового слоя, трактуемые как критические для полимерного изолятора, не представляют опасности для гирлянды в целом.

   Несмотря на относительно высокие цены на изоляторы с RTV покрытием, их применение позволит увеличить надежность линий электропередачи в районах со сложными климатическими условиями и интенсивным загрязнением по сравнению с традиционными тарельчатыми изоляторами. Отмечается тенденция, свидетельствующая о том,что изоляторы из закаленного стекла с силиконовым покрытием теперь выбирают не только для решения проблем загрязнения на существующих линиях,но с учетом сокращения средств на обслуживание, и на стадии проектирования новых ответственных линий.

Список литературы

1. Ravi S. Gorur  Investigation of Field Energized RTV Coated Porcelain Insulators – NGK Rev: Overseas Ed. – 1995, № 19, c. 34-37.

2. Cherney E.A., Kim S.H., Hackam R. The loss and recovery of hydrophobicity of RTV silicone rubber insulator coatings // IEEE Trans.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Power. Deliv. – 1990 – 5, N3 – c. 1491-1499.

3. Ким Ен Дар, Пономарев П.Е.  Опыт эксплуатации кремнийорганического покрытия холодного отверждения на подстанциях энергосистем Украины//Электрические сети и системы – К., 2006 – № 3 – С. 32–35.

4. www.inmr.com/south-american-utilities-plan-live-line-replacement-program-solve-problems-composite-insulators/

5. www.inmr.com/coating-line-insulator-with-rtv-silicone/

6. www.inmr.com/silicone-coatings-toughened-glass-insulators/

7. www.sediver.com/…glass/Sediver_coated_insulators.html

Sedicoat, the Sediver RTV silicone coated glass insulators

8. M. Marzinotto, G. Lavecchia, M.R. Guarniere, A. Posati, M. Rebolini, J-M. George, S. Prat,, «DC-toughened glass insulators pre-coated with RTV silicone rubber – field returns from aged samples installed on HVDC lines», IEEE International Conference on Solid Dielectrics, Bologna, Italy, June 30 – July 4, 2013

Гладкие гидрофобные покрытия могут оказаться более эффективны при борьбе с авиационным обледенением

1021

Добавить в закладки

Чтобы предотвратить опасное обледенение самолетов, применяют специальные жидкости и гидрофобные покрытия, снижающие смачиваемость корпуса и замерзание на нем воды. Вместе с тем информации о том, эффективно ли сочетание этих мер, довольно мало. Российские исследователи выяснили, как гидрофобные покрытия влияют на защитное действие противообледенительных жидкостей.

Результаты их экспериментов показали, что смачиваемость обшивки не снижает эффективность обработки противообледенительными жидкостями. Однако скапливание данных жидкостей в рельефе поверхности ухудшает противообледенительные свойства гидрофобных покрытий. Работа выполнена при поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в журнале International Communications in Heat and Mass Transfer.

Лед на поверхности самолета не только ухудшает его аэродинамику, но и может нарушить работу двигателей и управляющих устройств, поэтому необходимо уделять большое внимание борьбе с обледенением воздушных судов.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Пока самолет находится на земле, его обрабатывают специальными жидкостями, и в результате на поверхности образуется защитная пленка, которая не позволяет воде от атмосферных осадков замерзнуть на корпусе. Однако этого хватает только на время взлета: когда самолет разгоняется, остатки жидкости сдуваются с поверхности.

Во время полета ото льда воздушное судно защищают специальные системы, например, подогрев или надувные протекторы. Для повышения их эффективности авиапроизводители вместе с учеными разрабатывают гидрофобные покрытия, которые отталкивают воду (по сути, уменьшают смачиваемость) и снижают сцепление льда с поверхностью. Недавние исследования канадских ученых показали, однако, что такие подходы могут помешать противообледенительной жидкости создать защитную пленку.

Исследователи Сколковского института науки и технологий (Москва) решили выяснить, действительно ли смачиваемость поверхности алюминия, который используется в обшивке самолета, влияет на защитные свойства противообледенительных жидкостей.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

В ходе эксперимента они создали условия ледяного дождя и наблюдали за образованием льда на супергидрофильных, по которым жидкость хорошо растекается, и гидрофобных алюминиевых пластинах, покрытых противообледенительными жидкостями.

Оказалось, что на самом деле смачиваемость пластин не влияет на эффективность такой обработки, что не совпадает с выводами канадских исследователей. Российские ученые считают, что причиной противоположных результатов могут быть поверхностное натяжение и вязкость противообледенительных жидкостей. В будущих исследованиях необходимо также учитывать шероховатость поверхности, потому что их обледенение происходит дольше. Кроме того, результаты этой работы показали, что скапливание жидкости в текстуре поверхности ухудшает водоотталкивающие свойства гидрофобных покрытий.

«Мы считаем, что гладкие гидрофобные покрытия, вероятно, более предпочтительны, чем шероховатые супергидрофобные покрытия, когда предполагается их контакт с противообледенительными жидкостями», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Виктор Гришаев, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD), старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

 

Источник информации: Сколтех

Источник фото: tass.ru

Разместила Ирина Усик

Сколтех обледенение самолетов гидрофобные покрытия

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Дмитрий Чернышенко: до конца 2022 года в 20 российских вузах создадут стартап-студии

19:04 / Экономика, Эксперименты, Экспертный разговор

Нижегородские ученые открыли новый механизм транспорта заряда в грозовом облаке

18:30 / Физика

Ученые определили нейронный сигнал, сообщающий мозгу, когда учиться, а когда запоминать

18:00 / Нейронауки

Природа, человек и технологии: в Ростове-на-Дону пройдет Всероссийский фестиваль НАУКА 0+

17:30 / Наука и общество, Образование

Ученые разработали новую технологию для быстрой и эффективной диагностики онкомаркеров

16:30 / Биология, Физика

Президент РАН А.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) М. Сергеев встретился с членами Отделения биологических наук и Отделения физиологических наук РАН

16:27 / Биология, Наука и общество

Китайские ученые разработали биоразлагаемого «миллиробота»

16:00 / Медицина, Новые технологии

Ученые ТПУ модифицируют технологию производства отечественных нанокомпозитных удобрений «адресного» действия

15:30 / Биология

Президент РАН А.М. Сергеев призвал развивать научную дипломатию

15:20 / Наука и общество

Маленькие рачки оказались способны помочь в очистке озер от ртути

14:30 / Биология, Экология

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002

04.03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14.02.2017

Смотреть все

Гидрофобные покрытия антидождь для авто

Обработанное стекло составом CleverCOAT для автостекол

Гидрофобная защита автомобильных стекол важна для водителя, чтобы чувствовать себя за рулем безопасно и комфортно.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Водители положительно уже оценили гидрофобные покрытия антидождь, которые обеспечивают чистоту и прозрачность стекла в любых погодных условиях, улучшают видимость при движении автомобиля, снижают усталость глаз. Гидрофобные покрытия предотвращают налипание грязи, насекомых, масляной пленки на автостекле, скопление дождевых капель и снега.

Как работают гидрофобные защитные покрытия антидождь

Обработка ветрового стекла автобуса

Гидрофобные покрытия стекол автомобиля представляют собой композицию жидких полимеров (олигомеров) с включенными нано дисперсными частицами. В составах антидождь работают как внедренные нано частицы, так и сам полимер, который имеет высокую текучесть. Он легко распределяется по поверхности, заполняет неровности, устраняет оптические дефекты стекла, образованные микроцарапинами, сколами и другими изъянами. Составы для стекла создают гладкую поверхность без бликов и разводов, что повышает безопасность вождения (например, при встречном свете автомобилей), позволяют без напряжения следить за дорогой, повышает реакцию водителя в критической ситуации.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Обработка автостекла

Антидождь для стекла фабрики Nanoformula содержит нано дисперсные частицы двуокиси титана и циркония. При относительно низкой концентрации нано частиц, они образуют сплошной нано защитный гидрофобный слой, благодаря высокой удельной поверхности. Обработанные стекла самоочищаются при движении автомобиля по механизму «эффекта лотоса» — когда капли воды легко скатываются с поверхности, увлекая грязь и стекло становиться чистым.

Присутствующая в составе двуокись титана поглощает ультрафиолетовые лучи, препятствует их проникновению внутрь автосалона и разрушению деталей автомобиля из пластика, резины и из других материалов. Нано-дисперсная двуокись титана в защитных покрытиях стекла поглощает УФ лучи с образованием заряженных радикалов, которые окисляют находящиеся на стекле органические загрязнения, в результате этого процесса фотокатализа стекло самоочищается.

Обработка автостекла

Составы не содержат летучих компонентов. В формировании гидрофобного покрытия на стекле участвует тоже количество продукта, которое нанесено на поверхность.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Экспериментально установлено что для формирования защитного слоя нужно 3 грамма продукта на квадратный метр. Избыток необходимо убрать, иначе не возможно получить на стекле прочный защитный слой на стекле невозможно. Увеличение расхода гидрофобного состава для стекла не только не приводит к желаемому результату, но наоборот – приходится прилагать дополнительные усилия чтобы убрать излишки. При этом формируемое защитное покрытие стекла получаются низкого качества и менее долговечное.

Ассортимент гидрофобных покрытий для автостекол

Обработанное лобовое стекло автомобиля

Фабрика предлагает три вида защитных покрытий стекла:

Комплект Car.Glass, включающий 200мл бутылочку с распылителем и две микрофибровые салфетки: махровую и гладкую. Комплект включает все необходимое для защиты автостекла.

CleverCOAT для автостекол – 100г бутылочка. Экономная и удобная упаковка, занимающая незначительное место.

Эти продукты сделана для самостоятельного применения и имеют одинаковый состав.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Профессиональное гидрофобное покрытие стекла CleverCOAT PRO для стекол транспорта, 450 г. бутылка — имеет более высокую концентрацию нано частиц, что обеспечивает более длительный защитный эффект. Профессиональный антидождь предназначен для любого вида транспорта: железнодорожного, водного, авиа.

Расход защитного покрытия для стекол и частота обработки

Если взять за единицу автомобиль среднего класса, 12г продукта достаточно для гидрофобной защиты всех автостекол. Какое количество автомобилей можно обработать предлагаемыми защитными покрытиями для стекла видно из нижеприведенной таблицы:

ПродуктПозволяет обработать площадь, м2Позволяет обработать автомобилей
100г. бутылка в коробке CleverCOAT для автостекол339
200мл комплект Car.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Glass6617
450г. CleverCOAT PRO для стекол транспорта14938

Необработанное / обработанное автостекло

Срок годности продуктов – 3 года, что обеспечивает длительное полезное использование гидрофобного покрытия.

Длительность защитного эффекта покрытия для стекол зависит от погодных условий и интенсивности эксплуатации автомобиля, от частоты и вида автомоек, а также правильного нанесения защитного покрытия на поверхность и последующего полирования. Средний показатель составляет 3 месяца.

Покрытые гидрофобным составом стекла менее подвержены дальнейшим загрязнениям. Частая мойка с автошампунем становится не нужной, достаточно протереть стекла автомобиля влажной салфеткой или помыть просто водой. Гидрофобное свойство защитного покрытия стекол сохраняется после нескольких автомоек.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) При ослаблении защитного эффекта необходимо повторить обработку стекол.

Использование

Обработанные стекла автобуса

Средство адаптировано для северных широт и для любого времени года.

Легко наносится и полируется при любой температуре окружающего воздуха. Для полирования не требуется специальных условий и инструментов. Обработанное стекло отталкивает воду, самоочищается и позволяет автомобильным стеклам «выходить сухими из воды».

Как было сказано выше, рекомендованный расход для всех составов для стекла 3г/м2. Нанесение этого небольшого количества продукта на поверхность и удаление избытков рекомендуется производить махровыми микрофибровыми салфетками. Для полирования использовать гладкую салфетку. Салфетки являются важным аксессуаром для нанесения и формирования защитных покрытий стекла.

В комплекте Car.Glass эти салфетки присутствуют. Для других продуктов рекомендуем дополнительно приобрести махровую и гладкую микрофибровые салфетки или использовать собственные микрофибровые салфетки подобной структуры.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Созданные по оригинальной рецептуре защитные покрытия стекла, доступны по цене для любого автовладельца.

Гидрофобные и гидрофильные покрытия. Методы получения и области применения.

Статус

Отклонена по результатам заочного тура (March 18, 2018, 10:28 p.m.)

Результат

Отклонена по результатам заочного тура

Конкурс

2018_Третий этап Конкурса: НАУЧНО — ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

Секция

Материаловедение

Тип работы

Проект

Дата отправки заявки

Feb. 27, 2018, 11:35 p.m.

Школа

ГБОУ Школа № 1080

Авторы

Алёна С.Н. (11 класс)

Научный руководитель

Михаил А.

Цель -проекта разработка методов получения гидрофобного покрытия методом активации поверхности гидрофильного покрытия и создание на их основе устройств для очистки поверхности воды от масел,эмульсий и нефтепродуктов.
Вопрос загрязнения мирового океана в настоящее время стоит крайне серьезно.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Поэтому, весьма актуально разработать методику получения гидрофобных покрытий, обеспечивающих разделение нефтепродуктов и воды.
В качестве исходного материала был выбран войлок, как основа фильтрующего элемента. Зольность материала 0,83%.
Исходный образец, помещенный на специальный держатель, подвергали процессу термообработки в течении 40 минут в потоке пропана и паров воды при температуре 700 0C. При этом нагрев и охлаждение проводили в инертной атмосфере Ar. В результате на поверхности материала были получены нитевидные образования углерода, что было подтверждено электронно микроскопическими исследованиями.
Гидрофобность полученных образцов определяли по углу смачивания каплями воды,которые наносили на их поверхность. После обработки войлока капли воды оставались на поверхности, что говорит о его гидрофобности. При этом впитываемость масла оставалась на том же уровне.
Таким образом, полученный материал является гидрофобным, но в то же время он сохраняет свою олеофильность.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)
По разработанной методике гидрофобизации пористых материалов был получен аналогичный материал на основе высокопористого шамота.
Такой материал может являться основой фильтра для установки по очистке воды от масел и нефтепродуктов, находящихся на поверхности воды , при этом не нарушая водного баланса

Файлы:
  • Презентация: Гидрофобные и гидрофильные покрытия. Методы получения и области применения. По состоянию на Feb. 27, 2018, 11:35 p.m. (112.3 KB)
  • Текст работы: Гидрофобные и гидрофильные покрытия. Методы получения и области применения. По состоянию на Feb. 27, 2018, 11:35 p.m. (4.9 MB)

Результаты экспертной оценки

2018_МГК_Заочный тур_3 этап_проект (Экспертов: 2)

Целеполагание

Средний балл: 2

0 баллов: Отсутствует описание цели проекта.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Не определён круг потенциальных заказчиков / потребителей / пользователей. Не определены показатели назначения. 

1 балл: Обозначенная цель проекта не обоснована (не сформулирована проблема, которая решается в проекте) или не является актуальной в современной ситуации. Круг потенциальных заказчиков / потребителей / пользователей не конкретен. Заявленные показатели назначения не измеримы, либо отсутствуют. 

2 балла: Цель проекта обоснована (сформулирована проблема, которая решается в проекте) и является актуальной в современной ситуации. Представлено только одно из следующего: 1) Чётко обозначен круг потенциальных заказчиков / потребителей / пользователей. 2) Заявленные показатели назначения измеримы. 

3 балла: Есть: конкретная формулировка цели проекта и проблемы, которую проект решает; актуальность проекта обоснована; чётко обозначен круг потенциальных заказчиков / потребителей / пользователей. Заявленные показатели назначения измеримы.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)  

Анализ существующих решений и методов

Средний балл: 1

0 баллов: Отсутствует список используемой литературы, не представлены анализ существующих решений проблемы и их сравнение

1 балл: Указаны литературные источники, отсутствует анализ существующих решений проблемы и их сравнение

2 балла: Дана сравнительная таблица аналогов с указанием показателей назначения. Выявленные в результате сравнительного анализа преимущества предлагаемого решения не обоснованы, либо отсутствуют.

3 балла: Есть: актуальный список литературы, анализ существующих в практике решений, сравнительная таблица аналогов с указанием преимуществ предлагаемого решения.

Планирование работ, ресурсное обеспечение проекта

Средний балл: 2

0 баллов: Отсутствует план работы.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Ресурсное обеспечение проекта не определено. Способы привлечения ресурсов в проект не проработаны.

1 балл: Есть только одно из следующего:
1) План работы, с описанием ключевых этапов и промежуточных результатов, отражающий реальный ход работ;
2) Описание использованных ресурсов;
3) Способы привлечения ресурсов в проект.

2 балла: Есть только два из следующего:
1) План работы, с описанием ключевых этапов и промежуточных результатов, отражающий реальный ход работ;
2) Описание использованных ресурсов;
3) Способы привлечения ресурсов в проект.

3 балла: Есть: подробный план, описание использованных ресурсов и способов их привлечения для реализации проекта.

Качество результата

Средний балл:

0 баллов: Нет подробного описания достигнутого результата.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Нет подтверждений (фото, видео) полученного результата. Отсутствует программа и методика испытаний. Не приведены полученные в ходе испытаний показатели назначения.

1 балл: Дано подробное описание достигнутого результата. Результат соответствует исходной цели. Есть видео и фото-подтверждения работающего образца/макета/модели. Отсутствует программа и методика испытаний. Испытания не проводились.

2 балла: Дано подробное описание достигнутого результата. Результат соответствует исходной цели. Есть видео и фото-подтверждения работающего образца/макета/модели. Приведена программа и методика испытаний. Полученные в ходе испытаний показатели назначения не в полной мере соответствуют заявленным.

3 балла: Дано подробное описание достигнутого результата. Результат соответствует исходной цели. Есть видео и фото-подтверждения работающего образца/макета/модели. Приведена программа и методика испытаний. Полученные в ходе испытаний показатели назначения в полной мере соответствуют заявленным.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Не соответствует регламенту — на городской этап допускаются участники 7 — 11 классов.
Не верно выбрано направление. Направление можно изменить при редактировании работы.
Работа не соответствует требованиям, предъявляемым к проектным работам. http://mgk.olimpiada.ru/publishing_rules/
Работа не соответствует требованиям, предъявляемым к исследовательским работам. http://mgk.olimpiada.ru/publishing_rules/
Неполная комплектность работы для экспертизы (нет текста работы/нет презентации работы).
Работа содержит некорректно цитируемый материал (он должен быть взят в кавычки, должны быть указаны источники).
Спасибо за участие. Ваша работа была оценена экспертами. Итоговый балл не достиг величины проходного на очный тур по данной секции. В личном кабинете Вы можете ознакомиться с баллами по критериям.

ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИЕ СОСТАВЫ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМАХ ИЗДЕЛИЙ АВИАТЕХНИКИ

 

  • 2022
  • 2021
  • 2020
  • 2019
  • 2018
  • 2017
  • 2016
  • 2015
  • 2014
  • 2013

№1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | №10 | №11 | №12

dx.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) doi.org/ 10.18577/2307-6046-2015-0-9-8-8

УДК 669.715:678.026

Mikov D.A., Kutyrev A.E., Petrova V.A.

ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИЕ СОСТАВЫ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМАХ ИЗДЕЛИЙ АВИАТЕХНИКИ

Исследованы функциональные полимерные покрытия, которые могут быть использованы в качестве гидрофобной обработки для повышения защитных свойств алюминиевых сплавов, работающих в топливах при воздействии конденсата. Наиболее эффективными гидрофобизирующими агентами для получения полимерных покрытий являются функциональные фторсодержащие олигомеры.

Получены данные по стойкости в камере солевого тумана (КСТ), топливостойкости функциональных полимерных покрытий на алюминиевом сплаве. В качестве экспресс-метода использовался метод измерения краевого угла смачивания (КУС) каплей воды.

На основании проведенных исследований разработаны составы функциональных полимерных покрытий, которые могут быть использованы в топливных системах изделий авиатехники для дополнительной защиты алюминиевых сплавов.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, гидрофобность, функциональные полимерные покрытия, защита от коррозии, топливные

Введение

Современная авиационная техника в связи с расширением географии базирования может эксплуатироваться в очень жестких условиях. Требования, предъявляемые к материалам и конструкциям воздушных судов, заключаются в обеспечении безопасности при агрессивном коррозионном воздействии климатических факторов окружающей среды. Это также касается топливных систем изделий авиационной техники [1, 2].

Для надежной защиты от коррозии топливной системы деталей и сборочных узлов из алюминиевых сплавов используют неметаллические неорганические (анодно-оксидные и химически-оксидные) покрытия. Анодно-оксидные покрытия, формирующиеся электрохимическим способом в кислотных электролитах, обладают наиболее высокими защитными свойствами и, как правило, наносятся на участки поверхности деталей топливных систем (трубопроводы, топливные баки, фланцы, проставки, переходники, контактирующие с воздухом, штуцеры и др.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) ). Поверхности алюминиевых сплавов, находящихся в топливах, обычно химически оксидируют в растворах, содержащих активаторы, пассиваторы и ингибиторы коррозии алюминия с получением тонкого защитного покрытия толщиной 1 мкм.

Для применения в топливных системах наиболее широко используются алюминиевые сплавы системы Al–Cu–Mg–Mn, обладающие высокой прочностью, характерным представителем которых является сплав 1163-Т, выбранный для проведения исследований [3–5].

При работе в топливах при условии воздействия водного конденсата для усиления защитных свойств анодно-оксидных и химически-оксидных покрытий используют функциональные полимерные покрытия [6, 7].

Вода в топливах может находиться как в растворенном, так и в свободном состоянии. С течением времени влага может конденсироваться на металлических поверхностях и вызывать коррозионные поражения конструкции двигателя, поэтому для предотвращения коррозионных поражений алюминиевых сплавов исследовали новые функциональные полимерные покрытия, обладающие хорошей адгезий и гидрофобными свойствами [8, 9].Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Наиболее эффективными гидрофобизирующими агентами для получения полимерных покрытий являются функциональные фторсодержащие олигомеры. Их хорошая адгезия к поверхности обеспечивается благодаря образованию химической связи между молекулами олигомера и поверхностью металлов. Они могут образовывать ионные растворы в безводных органических растворителях, что делает возможным их нанесение на обрабатываемые поверхности хемосорбцией из растворов.

Эффективность защиты материалов топливных систем оценивают по результатам коррозионных испытаний в камере солевого тумана – КСТ (ГОСТ 9.308–85), а также при испытании на стойкость при воздействии авиационного керосина (СТП 1-595-5-328–98).

Для разработки новых функциональных полимерных покрытий очень важно выбрать экспресс-метод оценки эффективности полученных покрытий, так как исследования коррозионной стойкости являются достаточно длительными (например, коррозия анодно-оксидных покрытий в КСТ достигает ˃720 ч). В этом случае важное значение имеет выбор метода экспресс-оценки качества этих покрытий.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Одной из характеристик свойств и состояния поверхности материалов является краевой угол смачивания (КУС). Значение угла смачивания, характеризующего поверхность исследуемого объекта в целом, позволяет судить о применимости этой поверхности для решения тех или иных практических задач [10, 11]. Любое изменение поверхности (например, за счет проходившей на ней электрохимической реакции), которое связано с коррозионным процессом находит свое отражение в изменении угла смачивания. Поэтому при оценке эффективности защитных покрытий очень важно изучить изменение угла смачивания каплей воды на поверхности покрытия [12].

Гидрофильность и гидрофобность могут быть оценены, как и смачиваемость поверхности водой (в воздушной среде), величиной угла смачивания: для гидрофильных поверхностей

 

Материалы и методы

Измерение краевого угла смачивания лежащей капли проводили на приборе ОСА 15Pro, представленном на рис. 1. Лежащая капля образуется на поверхности, если значение поверхностного натяжения жидкости выше, чем значение свободной энергии твердого тела.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

 

 

Рисунок 1. Прибор для измерения краевого угла смачивания ОСА 15Pro

 

Суть метода определения краевого угла смачивания заключалась в нанесении капель дистиллированной воды заданного объема на поверхность образца. Образец помещали на столик с подъемным механизмом и устанавливали в горизонтальном положении относительно окуляра. Система дозирования создавала каплю над образцом, которая отрывалась и попадала на образец. Регулировка подсветки и система наведения резкости обеспечивала оптимальные условия изображения капли. В соответствии с данным изображением с помощью прибора рассчитывали угол смачивания испытуемой поверхности.

Хорошую адгезию к поверхности металлов демонстрируют фтор- и кремнийорганические соединения, в составе которых имеются метокси- и этоксисилановые группы. Для анализа возможности применения наиболее экологичных гидрофобизаторов исследованы следующие составы, выпускаемые в промышленных масштабах: Фоборит Р с кремнийорганическим связующим, Фторопласт Ф32 и Пента 804.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Защитные свойства покрытий оценивали по результатам коррозионных испытаний в КСТ при распылении 5%-ного раствора NaCl при температуре 35°С и относительной влажности 95–98% [13].

Исследование электрохимических свойств сформированных покрытий осуществляли с использованием потенциостата SI-1287 и частотного анализатора SI-1260 производства компании Solartron Analytical. Измерение проводили в трехэлектродной ячейке в 3%-ном растворе NaCl при комнатной температуре. Электродом сравнения служил хлорсеребряный электрод, заполненный насыщенным раствором KCl. Рабочая площадь образца составляет 1 см2. Перед началом электрохимических измерений образцы выдерживали в электролите до установления значений потенциала свободной коррозии в течение 30 мин. Запись импедансного спектра осуществляли при значении стационарного потенциала исследуемого электрода, при этом в качестве возмущающего сигнала использовали сигнал синусоидальной формы с амплитудой 10 мВ.

 

Результаты

Проводили изучение КУС на образцах из алюминиевого сплава 1163-Т с нанесенными функциональными полимерными покрытиями и без полимерных покрытий.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Ранее было получено, что на угол смачивания большое влияние оказывает способ оксидирования поверхности [14, 15]. В данном случае получено также, что после нанесения гидрофобизатора существует разница между величинами КУС для сплава 1163-Т с покрытиями Хим.Окс. и Ан.Окс.нхр, хотя и в гораздо меньшей степени, чем на чистых оксидных поверхностях (рис. 2).

 

Рисунок 2. Значения краевых углов смачивания (КУС) поверхности сплава 1163-Т с покрытиями Хим.Окс. (■) и Ан.Окс.нхр (□) с различными гидрофобными покрытиями

 

Анализ величин углов смачивания (см. рис. 2) на поверхности алюминиевого сплава 1163-Т с покрытиями Ан.Окс.нхр и Хим.Окс. с различными гидрофобными покрытиями показал, что наиболее эффективным гидрофобизатором для алюминиевого сплава 1163-Т (Ан.Окс.нхр и Хим.Окс.) является Фоборит Р с добавкой кремнийорганического связующего.

Полученные гидрофобные покрытия демонстрирует наибольшую среднюю величину угла смачивания – более 120 град.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Исследование защитных свойств функциональных полимерных покрытий на алюминиевом сплаве 1163-Т проводили в условиях ускоренных коррозионных испытаний в КСТ. Испытания в КСТ полученных покрытий на алюминиевом сплаве 1163-Т Ан.Окс.нхр показали, что за время экспозиции 1440 ч коррозионные поражения отсутствуют; поверхность образцов с гидрофобными покрытиями на основе Пенты 804, а также на образцах без гидрофобного покрытия приобрела серый цвет (табл. 1).

 

Таблица 1

Продолжительность выдержки образцов из сплава 1163-Т

с различными покрытиями в камере солевого тумана (КСТ)

до появления первых следов коррозии

Гидрофобизатор

Продолжительность выдержки сплава 1163-Т с покрытием, ч

Хим.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Окс.

Ан.Окс.нхр

Без покрытия

168

940

Пента 804

264

1440

Фоборит Р со связующим

288

1440

Фторопласт Ф32

264

1440

 

Наилучшие защитные свойства проявил гидрофобизирующий состав Фоборит Р с кремнийорганическим связующим (рис.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) 3).

 

 

Рисунок 3. Вид образца из сплава 1163-Т Хим.Окс. с покрытием Фоборит Р+связующее после испытания в камере

солевого тумана (КСТ) в течение 288 ч

 

В связи с тем, что гидрофобное покрытие работает в среде топлив, были проведены коррозионные испытания в топливе ТС-1 при 80°С в течение 100 ч для образцов из алюминиевого сплава 1163-Т с покрытиями Ан.Окс.нхр и Хим.Окс (табл. 2). Измерение коррозионных потерь гидрофобных покрытий проводили гравиметрическим методом после промывки образцов от остатков топлива [16].

 

Таблица 2

Потери массы образцов после испытаний в топливах

Покрытие

Среднее значение потери массы, г/м2

Сплав 1163-Т Ан.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Окс.нхр

Фоборит Р со связующим

0,01

Фторопласт Ф32

0,01

Пента 804

0,05

Сплав 1163-Т Хим.Окс.

Фоборит Р со связующим

0,01

Фторопласт Ф32

0,01

Пента 804

0,05

 

Установлено, что алюминиевый сплав 1163-Т с покрытиями Ан.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Окс.нхр и Хим.Окс. при испытаниях в топливах показал незначительные коррозионные потери во всех гидрофобизирующих жидкостях, которые удовлетворяют требованиям отраслевой документации (≤0,1 г/м2).

Испытания образцов из алюминиевого сплава 1163-Т с функциональными полимерными покрытиями в реактивном топливе ТС-1 проводили с контролем по углу смачивания [17, 18]. На рис. 4 представлены образцы из сплава 1163-Т Хим.Окс. с разными покрытиями после испытания в топливе ТС-1 с каплями дистиллированной воды: КУС на образцах не изменялся.

Данные по импедансной спектроскопии в виде диаграммы Ньюквиста для гидрофобных покрытий на образцах из алюминиевого сплава 1163-Т Ан.Окс.нхр представлены на рис. 5. Полученные для различных покрытий годографы представляют собой неидеальные полуокружности, которые можно описать цепочкой R–CPE, где элемент CPE характеризует емкостные (изоляционные) свойства покрытия, в данном случае – покрытие Ан.Окс.нхр+гидрофобизатор. При этом элемент CPE (ZСРЕ=1/Q(jw)n) используется вместо емкости вследствие гетерогенности полученных слоев покрытия [19].Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

Рисунок 4. Образцы из сплава 1163-Т Хим.Окс. с покрытием Фоборит Р+связующее с каплями дистиллированной воды

после испытания в топливе ТС-1

Рисунок 5. Импеданс для алюминиевого сплава 1163-Т Ан.Окс.нхр с различными гидрофобными покрытиями:

1 – без покрытия; 2 – Пента 804; 3 – Фоборит Р со связующим; 4 – Фторопласт Ф32

 

 

Рисунок 6. Зависимость электрохимического модуля импеданса |Z| при частоте 100 Гц системы алюминиевый сплав 1163-Т с неметаллическими неорганическими покрытиями (Хим.Окс. (■), Ан.Окс.нхр (□)), обработанный различными составами для гидрофобизации

 

Данные по изоляционным свойствам полученных покрытий в виде величины модуля полного импеданса |Z| при частоте f=100 Гц представлены на рис. 6. Видно, что наиболее высокими изоляционными свойствами обладает анодно-оксидное покрытие (Ан.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Окс.нхр) вследствие большой толщины по сравнению с химически оксидированным покрытием. Для систем гидрофобных покрытий, нанесенных на один тип подготовки оксидного покрытия (Ан.Окс.нхр или Хим.Окс.), наибольшими изоляционными свойствами обладает покрытие Фторопласт Ф32.

 

Обсуждение и заключения

Для дополнительной защиты алюминиевого сплава 1163-Т с нанесенными оксидными покрытиями (анодированием либо химическим способом) предложено использовать гидрофобные функциональные полимерные покрытия. Для оценки защитной способности гидрофобного покрытия рекомендуется применять экспресс-метод для определения КУС.

Данные, полученные ускоренными методами испытаний в КСТ по краевому углу смачивания (см. рис. 2), коррелируют с данными по защитной способности покрытия.

Наибольшими значениями КУС обладает разработанное покрытие Фоборит Р со связующим: величину КУС при 120°С предлагается установить в качестве критерия для определения применимости покрытия в качестве гидрофобного.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция)

При этом, согласно электрохимическим исследованиям, наилучшими защитными свойствами должно обладать покрытие на основе Фторопласта Ф32, демонстрирующее бо́льшие величины цепочки R–CPE.

Однако защитная способность покрытия зависит от нескольких факторов:

– гидрофобных свойств (обеспечиваются концентрацией гидрофобного агента в покрытии) и их сохраняемости во времени;

– адгезии гидрофобного покрытия на поверхности алюминиевого сплава (Хим.Окс. и Ан.Окс.нхр).

В этом случае, несмотря на большее увеличение изоляционных свойств Фторопласта Ф32, в итоге более низкая адгезия и гидрофобные свойства приводят к меньшей защитной способности, чем у покрытия на основе Фоборит Р.

Образцы из сплава 1163-Т с гидрофобными покрытиями на основе Фоборит Р с кремнийорганическим связующим, Фторопласт Ф32 и Пента 804 коррозионностойки в реактивном топливе ТС-1 – потеря массы находится в пределах допустимых норм для топлива ТС-1.

Оценка гидрофобности образцов из алюминиевого сплава 1163-Т с функциональными полимерными покрытиями (по значению КУС) после испытания в реактивном топливе ТС-1 показала, что поверхности всех испытанных образцов сохранили водоотталкивающие свойства, на образцах из сплава 1163-Т (Ан.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Окс.нхр и Хим.Окс.) с функциональным покрытием на основе Фоборит Р со связующим значения КУС составили ˃120 град.

Таким образом, нанесение гидрофобного покрытия является финишной операцией – нанесение дополнительных покрытий (в том числе окрашивание) нецелесообразно.

ЛИТЕРАТУРА REFERENCE LIST

1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» //Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33.
2. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение //Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2–14.
3. Каблов Е.Н. Коррозия или жизнь //Наука и жизнь. 2012. №11. С. 16–21.
4. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад //Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2–7.
5. Каримова С.А., Павловская Т.Г. Разработка способов защиты от коррозии конструкций, работающих в условиях космоса //Труды ВИАМ. 2013. №4. Ст. 02 (viam-works.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) ru).
6. Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Ткаченко Е.А., Вахромов Р.О. Алюминиевые деформируемые сплавы //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 167–182.
7. Антипов В.В., Колобнев Н.И., Хохлатова Л.Б. Развитие алюминийлитиевых сплавов и многоступенчатых режимов термической обработки //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 183–195.
8. Каримова С.А., Кутырев А.Е., Павловская Т.Г., Захаров К.Е. Низкотемпературное уплотнение анодно-оксидных покрытий на деталях из алюминиевых сплавов //Авиационные материалы и технологии. 2014. №4. С. 9–17.
9. Аверьянов Е.Е. Справочник по анодированию. М.: Машиностроение. 1988. 132 с.
10. Бойнович Л.Б., Емельяненко А.М. Гидрофобные материалы и покрытия: принципы создания, свойства и применение //Успехи химии. 2008. Т. 77. №7. С. 619–638.
11. Состав для получения супергидрофобного покрытия: пат. 2400510 Рос. Федерация; опубл. 27.09.2010. Бюл. №27.
12. Щукин Е.Д., Перцов А.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) В., Амелинa E.А. Коллоидная химия. M.: Изд-во МГУ. 1982. 82 с.
13. Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. Анализ смачивания, как эффективный метод изучения характеристик покрытий, поверхностей и происходящих на них процессов //Заводская лаборатория. 2010. №9. С. 27–36.
14. Жиликов В.П., Каримова С.А., Лешко С.С., Чесноков Д.В. Исследование динамики коррозии алюминиевых сплавов при испытании в камере солевого тумана (КСТ) //Авиационные материалы и технологии. 2012. №4. С. 18–22.
15. Каримова С.А., Павловская Т.Г., Петрова А.П. Подготовка поверхности алюминиевых сплавов с применением анодного оксидирования //Клеи. Герметики. Технологии. 2014. №4. С. 34–38.
16. Верник С. Химическая и электрохимическая обработка алюминия и его сплавов: Пер. с англ. М.: Судпромиздат. 1960. 218 с.
17. Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. Применение динамической пороговой обработки видеоизображений для определения поверхностного натяжения жидкостей и краевых углов смачивания //Приборы и техника эксперимента.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) 2002. №1. С. 52–57.
18. Топлива. Смазочные материалы. Технические жидкости. Ассортимент и применение /Под ред. В.М. Школьникова. М.: «Техинформ». 1999. 62 с.
19. Mansfild F. Use of electrochemical impedance spectroscopy for the study of corrosion protection by polymer coating //Journal of Applied Electrochemistry. 1995. V. 25. P. 187–202.

1. Kablov E.N. Innovacionnye razrabotki FGUP «VIAM» GNC RF po realizacii «Strategicheskih napravlenij razvitija materialov i tehnologij ih pererabotki na period do 2030 goda» [Innovative development of VIAM Federal State Unitary Enterprise of GNTs Russian Federation on implementation «The strategic directions of development of materials and technologies of their processing for the period till 2030»] //Aviacionnye materialy i tehnologii. 2015. №1 (34). S. 3–33.
2. Kablov E.N. Aviakosmicheskoe materialovedenie [Aerospace materials science] //Vse materialy. Jenciklopedicheskij spravochnik. 2008. №3. S. 2–14.
3.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Kablov E.N. Korrozija ili zhizn’ [Corrosion or life] //Nauka i zhizn’. 2012. №11. S. 16–21.
4. Kablov E.N. Shestoj tehnologicheskij uklad [Sixth technological way] //Nauka i zhizn’. 2010. №4. S. 2–7.
5. Karimova S.A., Pavlovskaja T.G. Razrabotka sposobov zashhity ot korrozii konstrukcij, rabotajushhih v uslovijah kosmosa [Development of ways of corrosion protection of the designs working in the conditions of space] //Trudy VIAM. 2013. №4. St. 02 (viam-works.ru).
6. Antipov V.V., Senatorova O.G., Tkachenko E.A., Vahromov R.O. Aljuminievye deformirue-mye splavy [Aluminum deformable alloys] //Aviacionnye materialy i tehnologii. 2012. №S. S. 167–182.
7. Antipov V.V., Kolobnev N.I., Hohlatova L.B. Razvitie aljuminijlitievyh splavov i mnogo-stupenchatyh rezhimov termicheskoj obrabotki [Development of alyuminiylitiyevy alloys and multistage modes of thermal processing] //Aviacionnye materialy i tehnologii. 2012. №S. S. 183–195.
8. Karimova S.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) A., Kutyrev A.E., Pavlovskaja T.G., Zaharov K.E. Nizkotemperaturnoe uplotne-nie anodno-oksidnyh pokrytij na detaljah iz aljuminievyh splavov [Low-temperature consolidation of anode oxide coatings on details from aluminum alloys] //Aviacionnye materialy i tehnologii. 2014. №4. S. 9–17.
9. Aver’janov E.E. Spravochnik po anodirovaniju [Directory on anodizing]. M.: Mashinostroenie. 1988. 132 s.
10. Bojnovich L.B., Emel’janenko A.M. Gidrofobnye materialy i pokrytija: principy sozda-nija, svojstva i primenenie [Waterproof materials and coverings: principles of creation, property and application] //Uspehi himii. 2008. T. 77. №7. S. 619–638.
11. Sostav dlja poluchenija supergidrofobnogo pokrytija [Structure for receiving superhydrophobic coating]: pat. 2400510 Ros. Federacija; opubl. 27.09.2010. Bjul. №27.
12. Shhukin E.D., Percov A.V., Amelina E.A. Kolloidnaja himija [Colloid chemistry]. M.: Izd-vo MGU. 1982. 82 s.
13. Emel’janenko A.M., Bojnovich L.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) B. Analiz smachivanija, kak jeffektivnyj metod izuchenija harakteristik pokrytij, poverhnostej i proishodjashhih na nih processov [The wetting analysis, as effective method of studying of characteristics of coverings, surfaces and processes occurring on them] //Zavodskaja laboratorija. 2010. №9. S. 27–36.
14. Zhilikov V.P., Karimova S.A., Leshko S.S., Chesnokov D.V. Issledovanie dinamiki korro-zii aljuminievyh splavov pri ispytanii v kamere solevogo tumana (KST) [Research of dynamics of corrosion of aluminum alloys when testing in the salt spray chamber (KST)] //Aviacionnye materialy i tehnologii. 2012. №4. S. 18–22.
15. Karimova S.A., Pavlovskaja T.G., Petrova A.P. Podgotovka poverhnosti aljuminievyh splavov s primeneniem anodnogo oksidirovanija [Surface preparation of aluminum alloys using anodic oxidation] //Klei. Germetiki. Tehnologii. 2014. №4. S. 34–38.
16. Vernik S. Himicheskaja i jelektrohimicheskaja obrabotka aljuminija i ego splavov [Chemical and electrochemical treatment of aluminum and its alloys]: Per.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) s angl. M.: Sudpromizdat. 1960. 218 s.
17. Emel’janenko A.M., Bojnovich L.B. Primenenie dinamicheskoj porogovoj obrabotki videoizobrazhenij dlja opredelenija poverhnostnogo natjazhenija zhidkostej i kraevyh uglov smachivanija [Application of dynamic threshold processing of video images for determination of surface tension of liquids and regional corners of wetting] //Pribory i tehnika jeksperimenta. 2002. №1. S. 52–57.
18. Topliva. Smazochnye materialy. Tehnicheskie zhidkosti. Assortiment i primenenie [Fuels. Lubricants. Technical liquids. Range and application] /Pod red. V.M. Shkol’nikova. M.: «Tehinform». 1999. 62 s.
19. Mansfild F. Use of electrochemical impedance spectroscopy for the study of corrosion protection by polymer coating //Journal of Applied Electrochemistry. 1995. V. 25. P. 187–202.

Обзор гидрофобных пропиток для ткани Idrostop и SC4 Tex Coat

Всем давно известно, что защита поверхности продлевает срок ее службы

Давно на рынке представлены защитные составы для кожи, ЛКП, резины и стекла

Обзор гидрофобных пропиток для ткани Idrostop и SC4 Tex Coat

А что на счёт защиты ткани?

Для чего, чем и как ее защищать?

С вами 1car-market.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) ru и сегодня мы вместе это выясним на примере двух составов, которые наиболее популярны в нашем интернет магазине

SC4 Tex coat от InnovaCar и Idrostop nano protector от Ma-fra

И так, начнём с самого начала, для чего же необходимо защищать ткань?

Самый главный фактор, от которого стоит беречь любое тканевое покрытие, это, конечно же промокание. Если мы говорим про салон, то все пролитые напитки, могут глубоко впитаться и если их не вычистить начнётся процесс размножения бактерий и вследствие чего появление неприятных запахов

Так же, ткань может выцветать, под влиянием ультрафиолетовых лучей, и это конечно же сказывается на внешнем виде салона

Для владельцев автомобилей с мягкими крышами, главными проблемами являются птичий помет и древесная смола, так как впитываемость ткани на крыше, намного выше, чем у лакокрасочного покрытия

Так же в нашем тесте мы не обойдем стороной использование данных составов в повседневной жизни, ведь наша одежда и обувь тоже подвержены воздействию большинства выше упомянутых факторов.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) В конце видео, мы так же проверим как работают гидрофобные составы на одежде.


Давайте взглянем на них поближе

Idrostop- это нанозащитный состав для любых типов ткани и кожи. Придает устойчивый гидрофобный эффект и защищает поверхности от проникновения жидкостей и различных загрязнений. Делает любые типы тканей водонепроницаемыми. А так же обладает мощным антистатическим эффектом

Он очень прост в применении

Для начала необходимо хорошенько взболтать баллон

Запомните, каждый используемый вами состав требует длительного взбалтывания

Далее равномерно распыляем состав на поверхность с расстояния около 20 см

Чтобы избежать чрезмерного расхода, наносим тонкий слой в первый прием по горизонтали, затем по вертикали

Для поверхностей, используемых в агрессивных условиях, можно повторить обработку спустя 12 часов после полного высыхания

Если после высыхания остался белый налет, просто смахните его мягкой щеткой

Одного флакона должно хватить для обработки 6 квадратных метров материала


Теперь SC4 TexCoat

Данный состав на спиртовой основе по так же подходит для защиты поверхности из текстиля и кожи

В его состав входят фторполимеры, которые создают химический и молекулярный барьер на обработанной поверхности придавая водоотталкивающий и антистатический эффект

Он так же блокирует УФ-излучение и гарантирует сохранность цвета ткани и кожи от 3 до 6 месяцев

Наносится он так же просто

Достаточно нанести всего 2-3 распыления на очищенную и сухую поверхность, а затем подождать до полного высыхания

— для усиления эффекта, через 20 минут, можно нанести 2-й слой

— SC4 полностью активируется через 7 часов после нанесения

— средний расход состава: 100-150мл на квадратный метр

Настало время проверить их в действии


Начнём с текстильных ковриков

Для объективности теста, мы взяли 2 стакана и вылили на коврики по 200 мл воды

Отчётливо виден гидрофобный эффект, но спустя некоторое время часть воды все равно впиталась

Скорее всего, это произошло из за ворсистой структуры поверхности.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) Состав просто не может равномерно пропитать все волокна при том количестве гидрофобизатора, которое мы нанесли

Затем взяли обувь из искусственной замши

В этот раз мы проводили тест, дозируя воду при помощи шприца

На этом материале, гидрофоб проявился намного лучше. Можно отчетливо увидеть как вода собирается в ровные шарики и скатывается с поверхности

Мы так же решили увеличить количество используемой воды и повторили тест который ранее проводили с коврами

Видно, что кроссовки так же впитали воду, но внутри они были абсолютно сухие

То есть можно сделать вывод, что защитные составы не позволяют проникнуть жидкости в ткань моментально, оставляя ее внутренний слой сухим

Подведём итоги наших экспериментов

Оба состава придали обработанным поверхностям гидрофобные свойства

При этом, внешний вид и тактильные ощущения текстиля остались неизменными


Но отличия между этими составами конечно же есть. Во первых это формат нанесения, аэрозоль и спрей

Так же у них разное время полимеризации.Гидрофобные покрытия видео: Керамические и гидрофобные покрытия Rubber paint (Инструкция) TexCoat активизируется через 7 часов, а Idrostop за 12

И не обойдем стороной расход

При средних значениях, флакона Sc4 обьемом 500мл хватит на покрытие 4квм поверхности, а 300 мл аэрозоля Idrostop на 6квм

Но второй слой TexCoat можно нанести уже спустя 20 минут, в отличии от Idrotop, который требует полного высыхания через 12 часов

Помимо данных составов, в нашем интернет-магазине представлены гидрофобизаторы ткани как отечественных, так и зарубежных производителей

Ultra-Ever Dry® — SpillContainment.com