1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Коллоидный журнал
  4. T. 85, № 4, 2023

Коллоидный журнал, 2023, T. 85, № 4, стр. 502-510

Исследование свойств супергидрофобных покрытий на основе ПДМС и MQ-смолы на текстурированных поверхностях

Н. Денман 1, А. М. Емельяненко 1, О. А. Серенко 2, *, Л. Б. Бойнович 1

1 Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
119071 Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4, Россия

2 Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
119991 Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1, Россия

* E-mail: o_serenko@ineos.ac.ru

Поступила в редакцию 30.05.2023
После доработки 15.06.2023
Принята к публикации 15.06.2023

Аннотация

Исследованы покрытия на основе полидиметилсилоксанового каучука (ПДМС), сшитого MQ-смолой при разном ее содержании. Соотношение ПДМС : MQ-смола составляло 2 : 1, 1 : 1 и 2 : 1. Показано, что нанесение методом спин-коaтинга или дип-коaтинга гидрофобной композиции состава ПДМС : MQ = 1 : 1, не содержащей фторированных групп, на предварительно текстурированную поверхность позволяет получить супергидрофобные покрытия. Покрытия характеризуются экстремально высокими углами смачивания (170°) и углами скатывания не более 4°. Анализ изменения угла смачивания, поверхностного натяжения, контактного диаметра и объема капли воды, длительное время находящейся в контакте с покрытием, свидетельствует о высокой гидролитической стойкости полученных покрытий.

Список литературы

  1. Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. Hydrophobic materials and coatings: principles of design, properties and applications // Russ. Chem. Rev. 2008. V. 77. № 7. P. 583–600. https://doi.org/10.1070/RC2008v077n07ABEH003775

  2. Zhang P., Lv F.Y. A review of the recent advances in superhydrophobic surfaces and the emerging energy-related applications // Energy. 2015. V. 82. № 15. P. 1068–1087. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.01.061

  3. Emelyanenko A.M. Superhydrophobic materials and coatings. From basic researches to practical applications // Colloid J. 2022. V. 84. № 4. P. 375–379. https://doi.org/10.1134/S1061933X22040032

  4. Sotoudeh F., Mousavi S.M., Karimi N., Lee B.J., Abolfazli-Esfahani J., Manshadi M. K.D. Natural and synthetic superhydrophobic surfaces: A review of the fundamentals, structures, and applications // Alex. Eng. J. 2023. V. 68. № 1. P. 587–609. https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.01.058

  5. Khan M.Z., Militky J., Petru M., Tomkova B., Ali A., Toren E., Perveen S. Recent advances in superhydrophobic surfaces for practical applications: A review // Eur. Polym. J. 2022. V. 178. № 5. P. 111481. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2022.111481

  6. Liu H., Liu D., Li P., Niu H., Jin H. Effect of superhydrophobic surface on the surface trap distribution of silicone rubber composites // Mater. Lett. 2023. V. 347. № 15. P. 134588. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.134588

  7. Li A., Wei Z., Zhang F., He Q. A high reliability super hydrophobic silicone rubber // Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 2023. V. 671. № 20. P. 131639. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2023.131639

  8. Leao A.G., Soares B.G., Silva A.A., Pereira E.C.L., Souto L.F.C., Ribeiro A.C. Transparent and superhydrophobic room temperature vulcanized (RTV) polysiloxane coatings loaded with different hydrophobic silica nanoparticles with self-cleaning characteristics // Surf. Coat. Technol. 2023. V. 462. № 15. P. 129479. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129479

  9. Eduok U., Faye O., Szpunar J. Recent developments and applications of protective silicone coatings: A review of PDMS functional materials // Prog. Org. Coat. 2017. V. 111. P. 124–163. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2017.05.012

  10. Cao C., Ge M., Huang J. et al. Robust fluorine-free superhydrophobic PDMS-ormosil@fabrics for highly effective self-cleaning and efficient oil-water separation // J. Mater. Chem. A. 2016. V.4. № 31. P. 12179–12187. https://doi.org/10.1039/C6TA04420D

  11. Chen D., Chen F., Hu X., Zhang H., Yin X., Zhou Y. Thermal stability, mechanical and optical properties of novel addition cured PDMS composites with nano-silica sol and MQ silicone resin // Compos. Sci. Technol. 2015. V. 117. P. 307–314. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2015.07.003

  12. Kishi H., Nakamura T., Hagiwara S., Urahama Y. Thermo-reversible phase structures of lightly cross-linked PDMS/MQ silicone polymer blends // Polymer. 2020. V. 200. P. 122574. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2020.122574

  13. Ji J., Ge X., Pang X., Liu R., Wen S., Sun J., Liang W., Ge J., Chen X. Synthesis and characterization of room temperature vulcanized silicone rubber using methoxyl-capped MQ silicone resin as self-reinforced cross-linker // Polymers. 2019. V. 11. № 7. P. 1142. https://doi.org/10.3390/polym11071142

  14. Robeyns C., Picard L., Ganachaud F. Synthesis, characterization and modification of silicone resins: An “augmented review” // Prog. Org. Coat. 2018. V. 125. P. 287–315. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2018.03.025

  15. Meshkov I.B., Kalinina A.A., Gorodov V.V., Bakirov A.V., Krasheninnikov S.V., Chvalun S.N., Muzafarov A.M. New principles of polymer composite preparation. MQ copolymers as an active molecular filler for polydimethylsiloxane rubbers // Polymers. 2021. V. 13. № 17. P. 2848. https://doi.org/10.3390/polym13172848

  16. Bakirov A.V., Krasheninnikov S.V., Shcherbina M.A., Meshkov I.B., Kalinina A.A., Gorodov V.V., Tatarinova E.A., Muzafarov A.M., Chvalun S.N. True molecular composites: Unusual structure and properties of PDMS-MQ resin blends // Polymers. 2023. V.15. № 1. P. 48. https://doi.org/10.3390/polym15010048

  17. Tatarinova E., Vasilenko N., Muzafarov A. Synthesis and properties of MQ copolymers: Current state of knowledge // Molecules. 2017. V. 22. № 10. P. 1768. https://doi.org/10.3390/molecules22101768

  18. Meshkov I.B., Kalinina A.A., Kazakova V.V., Demchenko A.I. Densely cross-linked polysiloxane nanogels // INEOS Open. 2020. V. 3. № 4. P. 118–132. https://doi.org/10.32931/io2022r

  19. Flagg D.H., McCarthy T.J. Rediscovering silicones: MQ copolymers // Macromolecules. 2016. V. 49. № 22. P. 8581–8592. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.6b01852

  20. Sataeva N.E., Boinovich L.B., Emelyanenko K.A., Domantovsky A.G., Emelyanenko A.M. Laser-assisted processing of aluminum alloy for the fabrication of superhydrophobic coatings withstanding multiple degradation factors // Surf. Coat. Technol. 2020. Vol. 397. P. 125993. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125993

  21. Boinovich L.B., Emelyanenko A.M., Emelyanenko K.A., Modin E.B. Modus operandi of protective and anti-icing mechanisms underlying the design of longstanding outdoor icephobic coatings // ACS Nano. 2019. V. 13. № 4. P. 4335–4346. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b09549

  22. Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. The use of digital processing of video images for determining parameters of sessile and pendant droplets // Colloid J. 2001. V. 63. № 2. P. 159–172. https://doi.org/10.1023/A:1016621621673

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Коллоидный журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал