Влияние состава сополимеров глицидилметакрилата и алкилметакрилатов на свободную энергию и лиофильные свойства покрытий

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В качестве альтернативы фторированным модификаторам для эффективного снижения свободной энергии поверхности предлагается использование реакционноспособных сополимеров на основе глицидилметакрилата и алкилметакрилатов с различной длиной алкильного заместителя (С6–С18). Показано влияние строения и состава сополимеров на свободную энергию поверхности и работу адгезии к полярным и дисперсионным тестовым жидкостям. На гладкой поверхности полимерные покрытия на основе функциональных сополимеров характеризуются низкими значениями свободной энергии поверхности (до 19 мН/м) и обеспечивают достижение высокогидрофобного состояния смачивания с контактными углами до 105°. Исследована устойчивость супергидрофобного состояния полимерных покрытий на текстурированной поверхности алюминия марки АМГ2М с начальными углами смачивания до 168° 1.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. Д. Григорьева

Волгоградский государственный технический университет

Email: vicklimov@gmail.com
Россия, 400005 Волгоград, пр. им. Ленина, 28

О. В. Коляганова

Волгоградский государственный технический университет

Email: vicklimov@gmail.com
Россия, 400005 Волгоград, пр. им. Ленина, 28

В. В. Климов

Волгоградский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vicklimov@gmail.com
Россия, 400005 Волгоград, пр. им. Ленина, 28

Е. В. Брюзгин

Волгоградский государственный технический университет

Email: vicklimov@gmail.com
Россия, 400005 Волгоград, пр. им. Ленина, 28

А. В. Навроцкий

Волгоградский государственный технический университет

Email: vicklimov@gmail.com
Россия, 400005 Волгоград, пр. им. Ленина, 28

И. А. Новаков

Волгоградский государственный технический университет

Email: vicklimov@gmail.com
Россия, 400005 Волгоград, пр. им. Ленина, 28

Список литературы

  1. Cazacu M., Racles C., Alexandru M., Ioanid A., Vlad A. // Polymer International. 2009. V. 58. P. 697–702.
  2. Cengiz U., Gengec N.A., Erbil H.Y. // Colloid and Polymer Science. 2013. V. 291, P. 641–652.
  3. Awaja F., Gilbert M., Kelly G., Fox B., Pigram P. J. // Progress in Polymer Science. 2009. V. 34. P. 948–968.
  4. Abdul-Kader A.M., Turos A., Radwan R.M., Ke lany A.M. // Applied Surface Science. 2009. V. 255. P. 7786–7790.
  5. Zhou Y., Li M., Zhong X., Zhu Z., Deng P., Liu H. // Ceramics International, 2015. V. 41. P. 5341–5347.
  6. Lafuma A., Quéré D. // Nature Materials. 2003. V. 2. P. 457–460.
  7. Zhang X., Liu Z., Zhang X., Li Y., Wang H., Wang J., Zhu Y. // Chemical Engineering Journal. 2018. V. 343. P. 699–707.
  8. Semsarzadeh M.A., Ghahramani M. // Polymer-Plastics Technology and Engineering. 2017. V. 56. P. 1923–1936.
  9. Erbil H.Y. // Langmuir. 2020. V. 36. P. 2493–2509.
  10. Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. // Russian Chemical Reviews. 2008. V. 77, P. 583–600.
  11. Slepickova Kasalkova N., Slepicka P., Kolska Z., Svorcik V. In Wetting and Wettability InTech. 2015.
  12. Fujinami A., Matsunaka D., Shibutani Y. // Polymer. 2009. V. 50. P. 716–720.
  13. Kung C.H., Sow P.K., Zahiri B., Mérida W. // Advanced Materials Interfaces. 2019. V. 6. P. 1900839.
  14. Morra M., Occhiello E., Garbassi F. // Advances in Colloid and Interface Science. 1990. V. 32. P. 79–116.
  15. Erbil H.Y., Demirel A.L., Avcı Y., Mert O. // Science. 2003. V. 299. P. 1377–1380.
  16. Mahadik S.A., Mahadik D.B., Parale V.G., Wagh P.B., Gupta S., Venkateswara Rao A. // Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2012, V. 62, P. 490–494.
  17. Pourjavadi A., Esmaili H., Nazari M. // Polymer Bulletin. 2018. V. 75. P. 4641–4655
  18. Bhushan B., Jung Y.C. // Progress in Materials Science. 2011. V. 56. P. 1–108.
  19. Wenzel R.N. // The Journal of Physical and Colloid Chemistry. 1949. V. 53. P. 1466–1467.
  20. Rosario R., Gust D., Garcia A. A., Hayes M., Taraci J.L., Clement T., Dailey J.W., Picraux S.T. // The Journal of Physical Chemistry B. 2004. V. 108. P. 12640–12642.
  21. Wu X., Zheng L., Wu D. // Langmuir. 2005. V. 21. P. 2665–2667.
  22. Cassie A.B.D., Baxter S. // Nature. 1945. V. 155. P. 21–22.
  23. Wu X.H., Liew Y.K., Mai C.-W., Then Y.Y. // International Journal of Molecular Sciences. 2021. V. 22. P. 3341.
  24. Mabry J.M., Vij A., Iacono S.T., Viers B.D. // Angewandte Chemie International Edition. 2008. V. 47. P. 4137–4140.
  25. Tuteja A., Choi W., Mabry J.M., McKinley G.H., Cohen R.E. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2008. V. 105. P. 18200–18205.
  26. Caliskan T.D., Luzinov I. // Journal of Polymer Research. 2020. V. 27.
  27. Lyu Z., An Q., Qin P., Li W., Wang X. // RSC Advances. 2019. V. 9. P. 4765–4770.
  28. Puukilainen E., Pakkanen T.A. // Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 2005. V. 43. P. 2252–2258.
  29. Goharshenas Moghadam S., Parsimehr H., Ehsani A. // Advances in Colloid and Interface Science. 2021. V. 290. P. 102397.
  30. Widati A.A., Fahmi M.Z., Sakti S.C.W., Budia stanti T.A., Purbaningtias T.E. // Journal of Manu facturing and Materials Processing. 2022. V. 6. P. 110.
  31. Klimov V.V., Kolyaganova O.V., Bryuzgin E.V., Navrot sky A.V., Novakov I.A. // Polymers. 2022. V. 14. P. 1960.
  32. Ye Z., Chen Y., Yang X., Hu W., Ye H. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2017. V. 514. P. 251–259.
  33. Yang H., Pi P., Yang Z., Lu Z., Chen R. // Applied Surface Science. 2016. V. 388, P. 268–273.
  34. Lau C., Anitole K., Hode, C., Lai D., Pfahles- Hutchens A., Seed J. // Toxicological Sciences. 2007. V. 99. P. 366–394.
  35. Wang Y., Guo J., Sumita Shi, C. Zhu, Q. Li, C. Pang W. // Water. 2022. V. 14. P. 3919.
  36. Kotthoff M., Bücking M. // Frontiers in Chemistry. 2018. V. 6.
  37. Arzhakova O.V., Arzhakov M.S., Badamshina E.R. et al. // Russian Chemical Reviews. 2022. V. 91.
  38. Okouchi M., Yamaji Y., Yamauchi K. // Macromolecules. 2006. V. 39. P. 1156–1159
  39. Neto A.I., Meredith H.J., Jenkins C.L., Wilker J.J., Mano J.F. // RSC Advances. 2013. V. 3. P. 9352.
  40. Ma Y., Cao X., Feng X., Ma Y., Zou H. // Polymer. 2007. V. 48. P. 7455–7460.
  41. Zdyrko B., Swaminatha Iyer K., Luzinov I. // Polymer. 2006. V. 47. P. 272–279.
  42. Klimov V.V., Bryuzgin E.V., Navrotskiy A. V., Nova kov I.A. // Surfaces and Interfaces. 2021. V. 25. P. 101255.
  43. Klimov V.V., Bryuzgin E.V., Kharlamov V.O., Gruda nova A.D., Navrotskii A.V., Novakov I.A. // Polymer Science – Series B. 2019. V. 61. P. 725–734.
  44. Bryuzgin E.V., Klimov V.V., Repin S.A., Navrotskiy A.V., Novakov I.A. // Applied Surface Science. 2017. V. 419. P. 454–459.
  45. Bryuzgin E V., Klimov V.V., Zaytsev S.D., Nikolit chev D.E., Navrotskiy A.V., Novakov I.A. // Russian Chemical Bulletin. 2014. V. 63. P. 1610–1614.
  46. Cojocaru P., Magagnin L., Gomez E., Vallés E. // Materials Letters. 2011. V. 65. P. 3597–3600.
  47. Owens D.K., Wendt R.C. // Journal of Applied Polymer Science. 1969. V. 13. P. 1741–1747.
  48. Kaelble D.H. // The Journal of Adhesion. 1970. V. 2. P. 66–81.
  49. Bryuzgin E., Klimov V., Le M. D., Navrotskiy A., Novakov I. // Fibers and Polymers. 2020. V. 21. P. 1032–1038.
  50. Denman N., Emel'yanenko A. M., Serenko O. A., Boinovich L. B. // Colloid Journal. 2023. V. 85. P. 581–589.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Приложение
Скачать (483KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Работа адгезии воды (а) и этиленгликоля (б) на поверхности стекол, модифицированных сополимерами поли(ГеМА–со–ГМА) (1), поли(ДМА–со–ГМА) (2), поли(ЛМА–со–ГМА) (3), поли(ТДМА–со–ГМА) (4) и поли(СМА–со–ГМА) (5) в зависимости от содержания АлМА в сополимере. Цветные рисунки можно посмотреть в электронной версии.

Скачать (190KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Электронно-микроскопические изображения текстуры поверхности алюминия, образуемой в результате травления в 5 М HCl. Увеличение 8000 (а) и 120000 (б).

Скачать (320KB)
Метаданные
5. Рис. 3. АСМ-изображение текстурированной поверхности алюминия до (а, б) и после модификации (в, г). Масштабная метка 8 мкм (а, в) и 400 нм (б, г).

Скачать (277KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Зависимость угла смачивания от времени контакта капли воды с поверхностью минерального стекла, модифицированного поли-(ГМА–со–СМА) с содержанием СМА 59.6 мол. % (1), поли(ГМА–со–ЛМА) с содержанием ЛМА 59,8 мол. % (2) и поли(ГМА–со–ГеМА) с содержанием ГеМА 61,6 мол. % (3).

Скачать (57KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Зависимость угла смачивания от времени контакта капли воды с поверхностью текстурированного алюминия, модифицированного поли(ГМА–со–ГеМА) с содержанием АлМА 70 (1), 61.6 (2), (3) 56,9; (4) 48,1 и (5) 37,1 мол. % (а); поли(ГМА–со–ЛМА) с содержанием АлМА 59.8 (1), 51.5 (2), 45.9 (3) и 38.0 мол. % (4) (б) ; поли(ГМА–со–СМА) с содержанием АлМА 59.6 (1), 52.8 (2), 38.8 (3), 33.2 (4) и 19.5 мол. % (5) (в), а также сополимерами поли(ГМА–со–СМА) (1), поли(ГМА–со–ТДМА) (2), поли(ГМА–со–ЛМА) (3), поли(ГМА–со–ДМА) (4) и поли(ГМА–со–ГеМА) (5) с содержанием функционального сомономера 56.4–61.6 мол. % (г).

Скачать (290KB)
Метаданные
8. Рис. 6. Изменение угла смачивания после 24 ч контакта капли воды с поверхностью текстурированного алюминия в зависимости от свободной поверхностной энергии при варьировании содержания АлМА в сополимере для поли(ГМА–со–СМА) (1), поли(ГМА–со–ЛМА) (2) и поли-(ГМА–со–ГеМА) (3) (а), а также для ряда сополимеров АлМА и ГМА с содержанием функционального сомономера 56.4–61.6 мол. % (б).

Скачать (132KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024