Гидрофобные покрытия: Статьи — Документация — Дальснаб.Ру

Содержание

Гидрофобные и олеофобные покрытия — GT технология 

Технологии формирования покрытий

За счет нанесения мономолекулярной пленки можно коренным образом изменять свойства поверхности. Компания «ИЗОВАК Технологии» разработала оборудование и технологию, позволяющие наносить на твердую поверхность качественные, однородные мономолекулярные пленки органических, металлорганических и неорганических соединений. 

В качестве примеров выделения монослойных покрытий можно привести пленки низкомолекулярных поверхностно-активных соединений (высшие жирные кислоты), пленки диоксида кремния, титана и т.д. толщинами от единиц до сотен нанометров, фотонных кристаллов на основе наносфер SiO2, анизотропные пленки на основе углеродных нанотрубок, нанопроволок серебра, арсенида галлия и т.д. Возможно создание высококачественных композиционных покрытий, например, красителей в полимерной матрице. Количество функциональных молекул не ограничено.

Отличительной особенностью олеофобных пленок, является высокая устойчивость на твердой поверхности при монослойной толщине покрытия (4-6 нм).

Ярко выраженные износостойкие свойства в сочетании с химической инертностью покрытия нашла отражение в названии торговой марки DefensIz.

В настоящее время компания «ИЗОВАК Технологии» имеет возможность наносить гидро- и олеофобные износостойкие покрытия на стекло размером до 550х650 мм , но, при необходимости, площадь модифицируемой поверхности может быть увеличена до десятка квадратных метров вплоть до стандарта Jumbo, 6000×3210 мм.

Области применения гидрофобных и олеофобных покрытий :

  • защита поверхности оптических стекол от загрязнений и механических царапин
  • износостойкие покрытия для смартфонов, дисплеев и т. д.,
  • противозапотевающие стекла,
  • противообледенительные покрытия,
  • легкомоющиеся архитектурные стекла,
  • обезжиренная поверхность для посуды и другие.

Различие стекла с нанесенным по нашей технологии гидрофобным покрытием  и необработанным стеклом продемонстрированы на видео: Гидрофобные покрытия.

 

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

Чтобы предотвратить опасное обледенение самолетов, применяют специальные жидкости и разрабатываются 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 такой обработки противообледенительными жидкостями. Однако, скапливание данных жидкостей в рельефе поверхности у ухудшает противообледенительные свойства гидрофобных покрытий. Работа выполнена при

поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда (РНФ) и  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. 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 от 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. 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 может 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.

 

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

*protected email*

Гидрофобные покрытия очковых линз — Торговые марки: Crizal – Очки.net

Сегодня многие компании — производители очковых линз занимаются активной разработкой и усовершенствованием свойств покрытий, так как от их качества зависит срок эксплуатации очковых линз.

Необычное название у этого вида покрытий в сущности означает «боящиеся воды» — в отличие от гидрофильных материалов и покрытий, которые, наоборот, воду любят. На самом деле гидрофобные покрытия являются верхними, или завершающими, слоями в сложной многослойной структуре современных многофункциональных покрытий. Сегодня многие компании — производители очковых линз занимаются активной разработкой и усовершенствованием свойств этих покрытий, так как от их качества зависит срок эксплуатации очковых линз и эффективность ухода за ними.

Поверхностные свойства

Мы привыкли, что чернила полностью впитываются в бумагу, нас не удивляет, что вода насквозь пропитывает ткань.

Так происходит потому, что эти жидкости хорошо смачивают большинство предметов. В чем причина явления смачивания?

Вспомним свой повседневный опыт: капля воды растекается по чистой поверхности стола, но не растекается по жирной поверхности, на которой принимает форму почти правильного шарика. В первом случае говорят, что вода смачивает поверхность, а во втором – что не смачивает. Явление смачивания/несмачивания – наиболее яркий пример проявления сил взаимодействия между жидкостью и твердым телом. В первом случае сила взаимодействия молекул жидкости друг с другом меньше силы их взаимодействия с молекулами твердого тела. Под воздействием последних, а также силы тяжести жидкость растекается по поверхности твердого тела. Во втором случае наоборот: сила притяжения молекул жидкости друг к другу больше силы их взаимодействия с молекулами твердого тела, и, как следствие, жидкость принимает форму, близкую к шаровой. Сплющенная форма капельки жидкости – результат действия силы тяжести и взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердого тела.

Явление смачивания или его отсутствия часто встречается в природе и быту. Например, перья водоплавающих птиц смазаны жиром, выделяющимся из специальных желез. Вода не смачивает жир, и поэтому перья остаются сухими даже при нырянии птицы, что отражает пословица «Как с гуся вода». Благодаря явлению смачивания мы можем вытираться полотенцами, мыть посуду, стирать белье. Благодаря отсутствию явления смачивания мы можем ходить под зонтами и в плащах, не промокающих под дождем.

Мерой смачивания является угол q между смачиваемой твердой поверхностью и касательной к поверхности жидкости. Его называют углом смачивания или краевым углом. По значению краевого угла судят и о свойствах поверхности. Краевой угол зависит от того, какое твердое вещество и какая жидкость соприкасаются. Для керосина на поверхности стекла q = 0°, то есть наблюдается полное смачивание. Для ртути на поверхности стекла q = 180°, что означает полное несмачивание. Измерение угла смачивания является традиционной методикой для определения поверхностных свойств какого-либо материала.

Краевые углы смачивания определяют методом неподвижной капли и методом капиллярного поднятия.

Если поверхность плохо смачивается, то на ней будут плохо удерживаться различного рода вещества и загрязнения. Именно к этому стремятся современные производители оптических покрытий для очковых линз, пытаясь создать гидрофобные покрытия, которые бы практически не смачивались, то есть обладали бы низкой поверхностной энергией.

Как и когда появились гидрофобные покрытия

Задумывались ли вы над тем, как были открыты гидрофобные покрытия, которые сегодня применяются во многих отраслях промышленности? Как утверждают, все началось с того, что один ученый наблюдал за поведением капель воды на листе лотоса: вода скатывалась с его поверхности совершенно свободно, практически не оставляя следов. Это послужило толчком к разработке материалов с аналогичными свойствами. Впервые гидрофобные покрытия стали применять в очковой оптике в начале 1990-х годов, нанося их поверх просветляющих покрытий очковых линз. Главной причиной их использования было желание преодолеть один из принципиальных недостатков просветляющих покрытий того времени: они труднее очищались от загрязнений, поэтому просветленные очковые линзы выглядели более грязными. Причина этих негативных явлений заключалась в большей шероховатости верхнего слоя просветляющего покрытия, а также в том, что на поверхности просветленных очковых линз загрязнения были видны лучше.

Структура многослойных просветляющих покрытий состоит из чередующихся слоев материалов с высоким и низким показателями преломления. В качестве высокопреломляющего материала могут выступать различные вещества, например соединения циркония или титана, а в качестве материала с низким показателем преломления, как правило, выбирается диоксид кремния SiO2. Структура большинства просветляющих покрытий соответствуют стандартному чередованию слоев: В–Н–В–Н (здесь В и Н – материалы с высоким и низким показателями преломления соответственно), в результате завершающим слоем является диоксид кремния. При нанесении SiO2 в вакууме на поверхность пластмассовых очковых линз, а это производится при достаточно низкой температуре – порядка 50 °С, осажденная пленка диоксида кремния имеет весьма шероховатую поверхность. Естественно, что очистить такую поверхность достаточно сложно, а ее нерегулярная структура способствует удерживанию загрязнений – представьте, что вы пытаетесь чистить кирпичную стену мягкой косметической салфеткой.

Решением этой проблемы и стало нанесение гидрофобного покрытия поверх просветляющего. Гидрофобное покрытие заполняет неровности поверхности, сглаживает их, одновременно снижая коэффициент трения, что облегчает очистку очковых линз. Толщина применяемых гидрофобных слоев очень мала – всего 200 ангстрем (0,00002 мм), но эти сверхтонкие пленки оказывают влияние на химические и физико-химические свойства поверхности, существенно снижая ее поверхностную энергию. В итоге поверхность очковых линз становится водоотталкивающей, а в некоторых случаях и масло- и жироотталкивающей, так как увеличивается и угол смачивания поверхности маслами и жиром. В результате уход и очистка очковых линз становятся проще, да и сами очковые линзы меньше притягивают и удерживают грязь. Еще одним преимуществом гидрофобных покрытий является защита просветляющего покрытия от проникновения влаги, что способствует более длительному сохранению его целостности и адгезии к линзе или упрочняющему слою.

В доказательство вышеизложенного приведем значения угла смачивания поверхности очковых линз. Угол смачивания поверхности очковой линзы с просветляющим покрытием (без гидрофобного) составляет примерно 20°. У органических очковых линз с упрочняющим покрытием угол смачивания от 40 до 60° – в зависимости от состава покрытия. Достаточно хорошее гидрофобное покрытие имеет угол смачивания 108°, а гидрофобные покрытия самых последних разработок обладают еще более высоким углом смачивания – 112–118°.

Методы нанесения гидрофобных покрытий

Первые гидрофобные покрытия наносили методами центрифугирования или окунания в раствор гидрофобного материала, как правило, представляющего собой лак на основе фторсодержащего кремнийорганического соединения, а затем высушивали или отверждали полученный слой на воздухе либо в термостате.

Большинство современных гидрофобных покрытий наносят в вакуумной камере, в которой ранее было нанесено просветляющее покрытие, или же в отдельной специальной камере. Оба этих метода имеют свои преимущества и недостатки, и производители очковых линз сами выбирают, на каком именно методе остановиться.

Примерно два года назад на оптическом рынке появились гидрофобные покрытия с улучшенными свойствами – их краевой угол смачивания составлял 112–118°, в отличие от покрытий предыдущего поколения, у которых его значение лежало в пределах 104–108°. Новые покрытия были не только водоотталкивающими, но и олеофобными. Это означает, что жир от пальцев и ресниц менее виден на поверхности таких покрытий и может быть удален с приложением гораздо меньших усилий. Для пользователей это стало значительным преимуществом – при эксплуатации очковых линз они дольше оставались более чистыми, а ухаживать за ними стало значительно легче. Среди новых покрытий с улучшенными свойствами следует назвать «Crizal Alize’» («Essilor»), «Super Hi-Vision» («Hoya Vision Care»), «Teflon Easy Care» («SOLA»), «LotuTec» («Carl Zeiss»), «Satin» («Satis Vacuum») и др. Технологические процессы и химическая структура применяемых веществ для нанесения гидрофобных покрытий могут различаться, но их основным преимуществом стало обеспечение большего удобства для пользователя очков.

На выставке «SILMO–2004» компания «Indo International» представила новый вариант многофункционального покрытия «Natural», в котором применено гидрофобное покрытие на основе фторорганических соединений новой структуры, что позволило значительно уменьшить пористость поверхности очковых линз. Угол смачивания поверхности водой увеличился до 115°, а маслоподобными веществами – до 72°, и это значит, что очковые линзы с покрытием «Natural» стали еще более водо- и грязеотталкивающими, чем очковые линзы с обычными просветляющими покрытиями. По данным компании «Indo International», очковые линзы с новым вариантом покрытия «Natural» в десять раз более гладкие, чем обычные просветленные очковые линзы, поэтому загрязняющие частицы просто не задерживаются на их поверхности, и в итоге очковые линзы дольше сохраняют чистоту и прозрачность, не требуя частого ухода. Новое гидрофобное покрытие имеет меньшее значение свободной энергии поверхности – 12мДж/м2 (для сравнения: у традиционных просветляющих покрытий – 20 мДж/м2), и это значит, что грязь и частицы пота значительно хуже прилипают к очковой линзе, меньше видны и отпечатки пальцев. На той же выставке компания «Novisia» демонстрировала новое многофункциональное покрытие «Nikon ECC», характеризующееся более высокими водоотталкивающими свойствами – угол смачивания водой для него составляет 113°.

Однако новые супергидрофобные покрытия, столь привлекательные для пользователя, создавали проблемы при обработке очковых линз по контуру. Из-за низкой поверхностной энергии липкие подложки не прилипали к их поверхности, что иной раз приводило к ненадежной блокировке и соскальзыванию в момент обработки по контуру. Для решения этой проблемы компании – производители оборудования и расходных материалов, такие как «Breitfeld & Schliekert», «DAC Vision» и др., разработали специальные прокладки под липкие подложки и новые липкие подложки, что позволило обеспечить прочность блокировки. В свою очередь, компании – производители установок для обработки очковых линз по контуру расширили функциональные возможности своего оборудования, добавив специальный цикл обработки по контуру очковых линз с гидрофобными покрытиями – как, например, на установках «Accura» от «Briot International».

Компания «Essilor» поверх очковых линз с покрытиями «Crizal Alize’» наносит специальный слой для улучшения адгезии поверхности очковой линзы к липкой подложке при обработке по контуру. При работе с очковыми линзами и блокировке линз с «Crizal Alize’» следует соблюдать осторожность: брать их рекомендуется только за торцевые поверхности, так как отпечатки пальцев могут ухудшить адгезию. После шлифовки очковых линз их протирают специальной мягкой бумагой фирмы «Kimberly Clark», удаляя сделавший свое дело верхний слой.

Перспективы дальнейшего развития рынка гидрофобных покрытий очень хорошие. Конечно, оптическая индустрия не может спонсировать дорогостоящие научные исследования, но сегодня спрос на гидрофобные покрытия, обеспечивающие угол смачивания до 140°, чрезвычайно высок во многих других отраслях промышленности. Так, все большим спросом пользуются оконные стекла с водо- и грязеотталкивающими свойствами для остекления как жилых домов, так и промышленных зданий. Такие стекла практически не будут требовать мытья, поскольку грязь не будет прилипать к их поверхности, а скатывающаяся во время дождя вода будет удалять ее. Сегодня на рынке уже появились стеклянные стенки душевых кабин с подобными свойствами. И это значит, что производители очковых линз смогут применить и в своей практике все эти достижения, а мы можем ожидать появления все новых гидрофобных покрытий с еще большими значениями угла смачивания.

Хотя технология и сложные химические вещества для супергидрофобных покрытий достаточно дороги, улучшение оптических свойств очковых линз в процессе эксплуатации и удовлетворенность потребителей в результате их использования будут способствовать их дальнейшему продвижению на рынок очковых линз. Прогнозируется, что новые покрытия будут способствовать и более активному внедрению в повседневную практику оптиков просветляющих и многофункциональных покрытий.

 

Ольга Щербакова, Веко 4, 2005

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. 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 ви-экс) в зонах боевых действий. Традиционно покрытия CARC изготавливают путем добавления большого объема таких же пигментов и наполнителей, которые используются в красках, имеющихся в продаже.

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

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.

Рисунок 1. Гидрофобно модифицированные смешанные оксиды металлов.

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.

Рисунок 2. Результаты измерения поверхностной энергии порошкового покры-тия Powdura Polyester TGIC с катионной кремнийдиоксидной добавкой в раз-личных количествах.

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

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. Источ-ник: 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.

Водоотталкивающее покрытие очковых линз

От просветляющих к гидрофобным

На самом деле история водоотталкивающих (или гидрофобных) покрытий прозаичнее. В начале 1990-х годов в оптической индустрии начали активно применять просветляющие покрытия. И все бы хорошо (очки не бликуют), но вот беда — быстро и сильно пачкаются. Оказалось, что просветляющие покрытия шероховатые, в трещинах и впадинах, образующихся на поверхности очков, легко задерживается вода, пыль и грязь. Чтобы решить эту проблему, на AR-слой начали наносить покрытие, «боящееся воды».

Угол смачиваемости

Смачивание — это контакт жидкости и твердого тела. При этом важно, что «сильнее» — молекулы твердого тела или жидкости. В первом случае вода (или другая жидкость) растекается и смачивает поверхность. К примеру, капли дождя на древесине. Если «сильнее» молекулы жидкости, они собираются в шарообразную капельку и не смачивают твердое тело. Например, вода на парафине.

Мерой смачивания является угол (q) между твердым телом и жидкостью. Чем он больше, тем меньше смачивается поверхность. Как следствие — меньше задерживаются загрязнения. У современных очковых линз с водоотталкивающим покрытием q равен 112–118º. Сравните: у очков без гидрофобного покрытия q составляет от 20 до 60º.

Способы нанесения и плюсы гидрофобных покрытий .

Водоотталкивающий слой, как правило, является завершающим в многофункциональных очковых линзах. Наносится поверх просветляющего и упрочняющего покрытий. Существует два способа нанесения:

  • линзу окунают в специальный лак и сушат в термостате;
  • линзу покрывают силиконом в вакуумной камере.

Толщина гидрофобного слоя составляет 0,00002 мм. Этого достаточно, чтобы значительно увеличить угол смачивания и сгладить все неровности.

Независимо от способа нанесения, водоотталкивающие покрытия придают очковым линзам следующие преимущества:

  • вода не растекается по поверхности очков и не оставляет разводов;
  • грязь и жировые следы от рук и ресниц меньше «прилипают» к очкам;
  • упрощается уход за очками – их легче очистить от загрязнений.

 

К совершенству лотоса

Производители оптики вкладывают огромные средства и прикладывают колоссальные усилия, чтобы усовершенствовать свои водоотталкивающие покрытия. Они стремятся довести показатель q до 140º, приблизив его к смачиваемости лотоса.

Ведущие гидрофобные покрытия: Crizal Alize’ (компания Essilor International S.A.). Очки с этими и другими водоотталкивающими покрытиями вы можете приобрести в сети салонов оптики «Очкарик».

Гидрофобное покрытие стекол в Москве

Нанесение защитных средств на поверхность стекла необходимо для сохранения эксплуатационных характеристик изделия и удобства использования. Благодаря раствору “Антидождь” влага собирается на поверхности стекла в шарики и сдувается вместе с порывом ветра. В состав гидрофобных средств входит полиметилсилоксан, или иначе говоря — силиконовое масло.

Когда стоит заказывать услугу гидрофобизации стекла

Защита стекла используется не только для покрытия лобового стекла, но и в фармацевтике, а также защиты душевой кабины. Заказ данной услуги актуален в таких случаях:

  • Обработка лобового стекла авто. Благодаря созданию гидрофобного слоя на лобовом стекле, у водителя не нарушается видимость во время передвижения;
  • Фармацевтическая промышленность: замедление скорости свертывания крови, полное опорожнение медицинских емкостей и т.д.;
  • Бытовые цели: обработка душевой кабины, стеклянных витрин и других поверхностей.

Хорошая гидрофобизация помогает сохранить эксплуатационные характеристики объекта, а также обеспечивает удобство во время вождения транспорта.

Средства для гидрофобного покрытия

В состав средств с высокими показателями влагостойкости входят кремнийорганические соединения, которые образуют гидрофобную пленку. Благодаря этому стекло надежно защищено от попадания влаги: капли просто сдуваются ветром. Важно использовать качественные смеси для обработки стекла: в противном случае вещество распыляется неравномерно, возникают непривлекательные разводы, возникает необходимость в повторном нанесении гидрофобного средства.

Преимущества применения профессиональных средств

Некоторые люди предпочитают покупать гидрофильные средства в обычных магазинах, однако через некоторые время сталкиваются с разочарованием из-за качества аэрозолей. Некачественные средства обладают “дешевым” составом, в результате которого длительная защита от влаги попросту невозможна.

Профессионалы SR-cleaning используют профессиональные средства для защиты от влаги с лучшим составом. Это европейские сертифицированные вещества, которые равномерно наносятся, длительно сохраняются на поверхности и не влияют на прозрачность стекла.

Виды гидрофобного покрытия

Гидрофобные средства зачастую наносятся на стекло при помощи аэрозоля. Механизм нанесения специального средства един, а эффективность и долговечность защитной пленки зависит от соблюдения алгоритмов процедуры.

Гидрофобное покрытие для стекла душевой кабины

В процессе использования душевой кабины вода часто остается на стенках и засыхает, в результате чего образуются непривлекательные разводы. Покрытие стекол душевой кабины — решение аккуратистов, которые заботятся о привлекательном внешнем виде каждого элемента интерьера. Важно заметить, что наносить средство “Антидождь” нужно на тщательно очищенную поверхность, с которой удалена влага и солевые отложения. Качественное покрытие предотвращает образование известкового налета, плесени, грибка и другой пагубной микрофлоры.

Гидрофобное покрытие для стекла автомобиля

Придание гидрофобных свойств стеклу автомобиля — это важный пункт комфортной эксплуатации. Данная процедура осуществляется согласно следующему алгоритму:

  • Тщательная очистка стекла автомобиля при помощи стеклоочистителя;
  • Просушивание стекла;
  • Нанесение специального раствора ветошью или распылителем;
  • Удаление остатков раствора. Возможна необходимость в повторном нанесении специального раствора.

Попытки самостоятельно нанести гидрофобное покрытие на лобовое стекло нередко приводят к образованию непривлекательных разводов и неравномерному покрытию стеклянной поверхности. Лучше обратиться к профессионалам.

Гидрофобное кварцевое покрытие

Нанесение кварцевого покрытия с гидрофобным эффектом помогает защитить кузов от различных раздражителей. Это сложная процедура, которая обеспечивает долговечность применения транспортного средства. Выделяют следующие преимущества гидрофобного кварцевого покрытия кузова:

  • Устойчивость к влаге, ультрафиолетовым лучам и химикатам;
  • Стойкость к попаданию грязи;
  • Увеличение прозрачности лака;
  • Простота мытья автомобиля;
  • Атмосферостойкость;
  • Увеличение стойкости автомобиля.

Нанесение водостойкого покрытия на тканевые, керамические или стеклянные поверхности значительно продлевают срок их эксплуатации. Кварцевые гидрофобные средства помогают усилить глянцевый блеск кузова и существенно улучшают его сопротивляемость факторам окружающей среды.

Этапы работ по нанесению водоотталкивающего покрытия

Нанесение гидрофобного покрытия на стекло имеет несколько основных этапов: очистка и обеззараживание стекла, нанесение специального раствора и просушивание. Несмотря на кажущуюся простоту, данная процедура не так проста в осуществлении. Кроме того, перед ее проведением необходимо позаботиться о ряде факторов: соответствии состава используемого раствора существующим требованиям, а также соблюдение техники безопасности. Применение аэрозолей запрещено вблизи источников искр и огня, важно обладать защитным костюмом для предотвращения попадания аэрозоля в дыхательные пути.

Цена гидрофобизации стекла в Москве

Цена нанесения гидрофобизационной защиты зависит от специфики нанесения и площади обработки. Узнать подробнее о стоимости данной услуги с участием специалистов SR-cleaning вы можете во время консультации по номеру телефона. Или вы можете заполнить специальное поле на нашем сайте для обратной связи: профессионалы SR-cleaning свяжутся с вами в скором времени.

InScience

Против авиационного обледенения эффективны гладкие гидрофобные покрытия

confused_me / Pixabay

Российские ученые из Сколтеха исследовали эффективность жидкостей, которые используются для предотвращения обледенения самолетов, в присутствии гидрофобных покрытий. Научная статья о работе опубликована в журнале International Communications in Heat and Mass Transfer.

При эксплуатации самолетов и другой авиационной техники на их корпусе образуется ледяная корка. Лед нарушает аэродинамические характеристики самолета, а также вызывает неполадки в работе двигателей и других устройств. Чтобы предотвратить образование льда на корпусе, на земле его покрывают специальными противообледенительными жидкостями. Однако при разгоне самолета в воздухе жидкость сдувается с корпуса, а непосредственно во время полета используются системы подогрева и надувные протекторы. Другой способ защиты от обледенения в полете — применение гидрофобных покрытий, которые отталкивают воду и не дают льду прикрепиться к поверхности самолета. Однако недавно канадские ученые показали, что применение гидрофобных покрытий снижает эффективность противообледенительных жидкостей, так как снижает смачиваемость корпуса самолета.

Российские ученые решили проверить эту гипотезу. Для этого они использовали супергидрофильные и гидрофобные пластины из алюминия — металла, из которого изготавливают корпуса самолетов. Пластины покрывали жидкостями, предотвращающими обледенение, и наблюдали за образованием льда на их поверхности в условиях искусственного ледяного дождя. Любопытно, что результаты этого эксперимента противоречили выводам канадских ученых. Гидрофобность или гидрофильность покрытия пластины, то есть смачиваемость ее поверхности, не оказывала влияния на эффективность действия противообледенительных жидкостей. Российские ученые предполагают, что причиной такой разницы в полученных результатах являются различия в вязкости и поверхностном натяжении противообледенительных жидкостей, которые использовались в экспериментах.

Кроме того, данная работа показала, что наиболее эффективными являются гладкие гидрофобные покрытия. С одной стороны, шероховатость корпуса замедляет образования льда. С другой стороны, из-за неоднородности поверхности хуже образуется защитная пленка противообледенительных жидкостей. Кроме того, если жидкость скапливается в элементах рельефа поверхности, то снижаются водоотталкивающие свойства гидрофобных покрытий.


Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.

Тэги

Ультрагидрофобное покрытие — обзор

6.5 Модификации для предотвращения начальных стадий бактериальной адгезии

Пассивные необрастающие покрытия, супергидрофобное структурирование, чувствительные полимерные щетки — это лишь некоторые из многих типов модификаций поверхности, предназначенных для предотвращения любого типа взаимодействия бактериальной клетки с поверхностью. Наиболее распространенный подход заключается в изменении химического состава поверхности, что приводит к изменению как свободной поверхностной энергии, так и гидрофобности, хотя все большее внимание уделяется физическим свойствам материалов, таким как размер элементов, форма, жесткость и текстура поверхности, а также пористость в качестве ключевых факторов. детерминанты биологических реакций.Особое внимание к химии связано с общепризнанной важностью молекулярного распознавания во многих биологических функциях (Mitragotri and Lahann, 2009). Полиэтиленгликоль (ПЭГ) широко используется для модификации поверхности. Связывание гидрофильного ПЭГ приводит к образованию гидратированного стерического барьера для загрязнения поверхности белками-хозяевами и бактериями и может быть получено посредством ковалентной прививки, полиэлектролитных сборок, самособирающихся монослоев (SAM) и плазменного осаждения (Khoo et al ., 2010). Сборку моно-, ди- и четырехвалентных пегилированных титансвязывающих пептидов на Ti использовали для создания бактериофобной поверхности, при этом четырехвалентное покрытие было наиболее эффективным против колонизации S. aureus и стабильности в сыворотке (Khoo et al ., 2010). .

Плазменная полимеризация часто используется для нанесения высококачественных тонких покрытий со специальным химическим составом и долговременной, строго контролируемой модификации различных поверхностей, имеющих медицинское значение (Russo et al ., 2012; Çökeliler и др. ., 2010; Jacobs et al. ., 2012), и для одностадийного синтеза функциональных материалов из природных предшественников и тех, которые не содержат функциональные возможности, связанные с обычной полимеризацией (Seo et al. ., 2013; Bazaka et al. ., 2010a, 2010b, 2011b; Джейкоб и др. , 2013). Нанесение покрытий из 11-меркаптоундекановой кислоты, полимеризованных в плазме, на поверхности титана и сплава Ti-6Al-4 привело к 85-процентному снижению прикрепления клеток Staphylococcus epidermidis , противообрастающие свойства объясняются наличием тиола (-SH) и гидроксила. (–OH) функциональные группы (Çökeliler и др. ., 2010). Процесс очень универсален с точки зрения результирующей химии поверхности, которая может служить платформой для прививки биомолекул, полимерных щеток и других функциональных структур (Russo et al. ., 2012; Vreuls et al. ., 2010; Lara Rodriguez и Schneider, 2013; Coad и др. ., 2013). Поверхности титана, модифицированные плазмой поли(метакриловой кислоты) с последующей иммобилизацией серицина шелка с помощью карбодиимидной химии, показали, что они одновременно ингибируют бактериальную адгезию и способствуют адгезии остеобластов, пролиферации и активности щелочной фосфатазы (Zhang et al ., 2008).

Реструктуризация поверхности с помощью лазерной абляции (Fadeeva et al ., 2011; Hasan et al ., 2013), реактивно-плазменное травление, совместное электрораспыление полимер/наночастицы (Hu et al ., 2013), иммобилизация наночастицы с последующим покрытием и др. также использовались для создания поверхностей с отчетливой микро- и нанотопографией и супергидрофобными эффектами (Zhang et al . , 2013). Интересно, что в то время как супергидрофобность титана, подвергнутого лазерной абляции, уменьшала P.aeruginosa , прикрепление S. aureus увеличено (Фадеева и др. ., 2011). Тем не менее, супергидрофобное ксерогелевое покрытие, синтезированное из смеси наноструктурированных коллоидов фторированного кремнезема, фторалкоксисилана и силана основной цепи, замедляло прикрепление как P. aeruginosa , так и S. aureus (Privett et al ., 2011). Скользкие пропитанные жидкостью пористые поверхности, где плоская подложка имеет нано-узор или шероховатость, химически функционализирована и пропитана совместимой, сильно не смешивающейся жидкостью (например,г. перфторированной смазки), предотвращено 99,6% прикрепления биопленки P. aeruginosa , 97,2% S. aureus и 96% прикрепления биопленки E. coli в течение семи дней в статических и физиологически реалистичных условиях потока (Epstein et al ., 2012).

Как сделать поверхность гидрофобной или гидрофильной?

Говорят, что противоположности притягиваются, но не при сравнении гидрофобных и гидрофильных поверхностей. Соедините их вместе, и вы будете либо мокрыми, либо сухими, как кость.Мы сравнили поверхности с покрытием и преимущества управления влажностью. Вот что мы узнали.

В этом сообщении блога вы узнаете:

  • О преимуществах влагоотталкивающей поверхности (гидрофобной поверхности).
  • Преимущества влаголюбивой поверхности (гидрофильная поверхность).
  • Как можно использовать различные покрытия для достижения желаемого водоотталкивающего свойства.
  • Узнайте о маслоотталкивающих поверхностях (олеофобных)
  • Узнайте о супергидрофобных покрытиях.
  • Узнайте о гидрофильных покрытиях.

 

Гидрофобные поверхности

Гидрофобная поверхность представляет собой водоотталкивающую поверхность с низкой поверхностной энергией, устойчивую к смачиванию. Измерения краевого угла влаги позволяют классифицировать поверхность как гидрофобную, если краевой угол капли воды превышает 90 градусов. При превышении отметки угла контакта 150 градусов поверхность классифицируется как супергидрофобная. Вода будет прыгать прямо с поверхности, как показано в этом видео.

Узнайте больше о том, как наши покрытия могут улучшить вашу продукцию и процессы.

Влагоотталкивающая поверхность имеет множество преимуществ. В том числе:

Защита от обледенения поверхности Предотвращение загрязнения конденсатора и испарителя
Повышенная коррозионная стойкость Предотвращение попадания влаги в трубки электрообогрева 
Фильтрация пластовой воды и управление ею Повышенная надежность непрерывных мониторов выбросов (CEMS)
Усовершенствованный прибор для определения влажности ВЭЖХ для медицинской диагностики с улучшенным разделением и коррозионной стойкостью
Управление загрязнением влагой в системах сжиженного природного газа Предотвращение загрязнения аналитических систем переноса проб

Есть вопрос по этому блогу или контролю влагостойкости? Щелкните поле ниже, чтобы обсудить ваше применение с одним из наших специалистов по покрытиям.

Есть вопрос? Свяжитесь с нашей службой технической поддержки

 

Гидрофильные поверхности

Чтобы не отставать, гидрофильные поверхности также имеют свои преимущества. Что такое гидрофильные поверхности? Это субстраты с высокой поверхностной энергией, которые притягивают воду и позволяют смачивать поверхность. Как правило, они имеют измерение угла смачивания капель менее 90 градусов. Многие поверхности, как правило, более безвредны для воды, включая стекло, сталь или нержавеющую сталь, а также многие покрытия и краски.Конечно, результаты испытаний могут зависеть от шероховатости поверхности и поверхностной энергии материала, который вы тестируете.

Узнайте, как улучшить влагостойкость, устойчивость к загрязнению и коррозионную стойкость. Получите презентацию нашего вебинара.

 

Преимущества влагостойкой поверхности включают в себя.

Улучшенное разделение в медицинской диагностике (зависит от применения) Повышение эффективности теплообменных устройств и теплообменников
Повышение приемлемости внутрителесных устройств Улучшение взаимодействия с поверхностью фильтрующих устройств (зависит от применения)

 

Достижение желаемого водоотталкивающего свойства

Как получить поверхность, соответствующую желаемому уровню влагостойкости?

Вам не нужно вносить радикальные изменения в материал или конструкцию изделия, чтобы изменить характеристики влагостойкости. К счастью, мы предлагаем силиконовые барьерные покрытия с широким спектром возможностей управления водой.

Хотите получить более коррозионностойкое или инертное покрытие с малым контактным углом? Попробуйте SilcoNert® 1000 или Silcolloy®. Если вы ищете инертное покрытие, которое не слишком отталкивает влагу, выберите SilcoNert® 2000. Нужно гидрофобное или супергидрофобное покрытие? Dursan® или наше новое покрытие Notak® может помочь. Обратите внимание, что наше покрытие Notak находится на стадии бета-тестирования перед производством, поэтому наши возможности для этого покрытия ограничены.Свяжитесь с нашей группой технической поддержки, чтобы обсудить ваше применение, и мы будем рады дать рекомендации по покрытию.

Чем ниже свободная энергия поверхности покрытия, тем больше контактный угол. Например, наш новый процесс нанесения покрытия Notak при нанесении на алюминий или нержавеющую сталь снижает свободную поверхностную энергию до 84%. Узнайте больше о Notak, получите наш лист данных Notak.

На приведенном выше сравнительном графике показаны водоотталкивающие свойства каждого из наших покрытий по сравнению с нержавеющей сталью; каждое покрытие имеет определенные области применения и преимущества.Перейдите к нашему руководству по применению , чтобы получить подробную информацию о каждом из наших покрытий.

 Олеофобные поверхности:

Дело не только в воде

Жидкости с низким поверхностным натяжением, такие как масло или органические растворители, предназначены для смачивания поверхности для максимального смазывания или сольватации. Но что, если вы разделяете органику или не хотите, чтобы поверхность была влажной? Водоотталкивающие материалы, такие как ПТФЭ, неэффективны для отталкивания масла. Вот как выглядят масло и гексадекан, нанесенные на поверхность из ПТФЭ.

Мы наклеили наш новый фтористый материал Notak® на шероховатую поверхность из нержавеющей стали, чтобы посмотреть, увеличится ли контактный угол. Notak сделал большую разницу в угле контакта, сделав поверхность из нержавеющей стали олеофобной.

Учитывая характер рафинирования или очистки в этом отношении, мы можем ожидать, что поверхность будет подвергаться воздействию повышенных температур.ПТФЭ ограничен высокими температурами и может выйти из строя во многих высокотемпературных применениях. Мы подвергали поверхность Notak воздействию повышенной температуры (300°C) в течение нескольких часов, чтобы оценить влияние на смачиваемость и контактный угол на различных поверхностях. На приведенном ниже графике показаны стабильные показания угла контакта в течение более чем 90-часового теста. ПТФЭ разрушился бы при 250°C.

Вклад поверхностной энергии и ее взаимосвязь с технологическими жидкостями могут иметь далеко идущие последствия. Взаимодействие с поверхностью может повлиять на коррозию, загрязнение, результаты аналитического отбора проб, фильтрацию и характеристики медицинского устройства. Поэтому важно понимать, как управлять энергией критических поверхностей пути потока.

Получите действительно информативные и полезные советы о том, как предотвратить обрастание, изменить поверхностную энергию и улучшить характеристики поверхности. Щелкните поле ниже, чтобы посмотреть наш веб-семинар о водоотталкивающих и противообрастающих поверхностях.

 

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Гидрофобное покрытие Ultra-Ever Dry отталкивает практически любую жидкость

Готовы удивляться? По словам компании Ultra-tech, расположенной во Флориде поставщика защитных средств для химической очистки и управления отходами, ее новое покрытие Ultra-Ever Dry является удивительным продуктом. Покрытие является «супергидрофобным» и «олеофобным», что означает, что оно отталкивает практически любую жидкость на широком спектре материалов, включая, помимо прочего, молотки, сапоги и перчатки, как вы увидите в следующем видеодемонстрации.

Двухкомпонентная система Ultra-Ever Dry создает почти невидимый воздушный барьер над поверхностями на наноуровне. Эти поверхности могут варьироваться от очищенного масла, влажного бетона, воды, грязи и других жидкостей. В промышленном применении Ultra-Dry может оказаться идеальным для определенных задач, например, когда вы бросаете молоток в грязь, а затем ступаете в грязь ботинками и дотрагиваетесь до грязи рабочими перчатками.

Водонепроницаемые продукты и барьеры не новы, но, по словам производителя, Ultra-Ever Dry имеет улучшенную адгезию и стойкость к истиранию по сравнению с предыдущими версиями. Предполагаемые характеристики адгезии и абразивной стойкости позволяют использовать их в более широком диапазоне. Другие заявления включают антиобледенительные, антикоррозионные, противозагрязняющие и самоочищающиеся свойства.

Но, согласно примечаниям по устойчивости к истиранию, Ultra-Ever Dry обеспечивает «более высокую стойкость к истиранию, чем предыдущие супергидрофобные материалы.» Зарегистрировав 110 по методу истирания по Таберу (ASTM D4060-10), производитель рекомендует проводить испытания поверхностей, если истирание вызывает беспокойство.

Продукт можно наносить с помощью пистолета-распылителя, после чего достигается полупрозрачный белый блеск. Одно покрытие Сообщается, что срок службы составляет от 2 до 8 месяцев под прямыми солнечными лучами и в уличных условиях, прежде чем потребуется повторное покрытие. При нанесении в помещении и на открытом воздухе срок службы составляет примерно один год или более. На задней стороне нью-йоркского таксиста в августе Ultra-tech утверждает, что рабочий температурный диапазон составляет от -30°F до 300°F (от -34°C до 149°C).

Могу ли я использовать его в коробке для завтрака SquareBob? Может быть. В дополнение к предупреждению «не вдыхать это», ингредиенты содержат довольно токсичный список химических веществ, что делает покрытие далеко не идеальным вариантом для арахисового масла и джема. Однако, по словам Ultra-tech, никаких известных экологических проблем нет. Заявлено, что покрытие безопасно для использования в «непищевых» зонах контакта (т. е. не с вашей коробкой для завтрака) на предприятиях пищевой промышленности и соответствует требованиям FDA и USDA для этих типов приложений.

Цена на покрытие Ultra-Ever Dry составляет 53 доллара за кварту (0,95 литра) за нижнее покрытие и 96 долларов за кварту за верхнее.

Источник: Ever Dry

Официальное видео Ultra-Ever Dry — Супергидрофобное покрытие — Отталкивает практически любую жидкость!

Испытания гидрофобных покрытий | Национальные технические системы

Испытания гидрофобных и супергидрофобных покрытий

Покрытия

обеспечивают защиту важных активов в самых суровых условиях эксплуатации. В связи с тем, что передовые материалы для покрытий внедряются все более быстрыми темпами, применяясь ко всему, от потребительских товаров до медицинской и промышленной электроники, необходимо понимать их эксплуатационные качества.

Гидрофобное и супергидрофобное покрытие представляет собой наноскопический поверхностный слой, отталкивающий воду. Капли, попадающие на такое покрытие, могут полностью отскакивать в форме столбика или блина. В промышленности супергидрофобные покрытия используются для ультрасухих поверхностей.Покрытие вызывает образование почти незаметно тонкого слоя воздуха поверх поверхности. В природе также встречаются супергидрофобные покрытия; они появляются на листьях растений, таких как лист лотоса, и на крыльях некоторых насекомых. Гидрофобные покрытия, такие как продукт NeverWet, можно распылять на предметы, чтобы сделать их водонепроницаемыми. Спрей антикоррозийный и антиобледенительный; имеет возможности очистки; и может использоваться для защиты цепей и сетей.

NTS является признанным лидером в области испытаний покрытий, включая проверку гидрофобных и супергидрофобных покрытий и консультационные услуги.Наши эксперты по всему миру проводят широкий спектр моделирования условий окружающей среды, чтобы предоставить точные и надежные данные о способности покрытий защищать от коррозии, ультрафиолетового света, проникновения воды, тепла, истирания и химических веществ. NTS проводит испытания покрытий для различных технических применений. Наши технические возможности обеспечивают поддержку клиентов на всех этапах жизненного цикла покрытий от предквалификационных испытаний продукции и нанесения до проверки текущего состояния материалов и систем защиты на месте.

Методы испытаний охватывают обнаружение наличия гидрофобных (несмачивающих) пленок на поверхностях и присутствие гидрофобных органических материалов в производственных средах. При правильном проведении тест позволит обнаружить фракционные молекулярные слои гидрофобных органических загрязнителей. На очень шероховатых или пористых поверхностях чувствительность теста может быть значительно снижена.

Методы испытаний включают:

  • Внешний вид (внешний вид)
  • Контактный угол (статический, погружение на предметное стекло)
  • Погружение (повышенная и пониженная температура)
  • Воздействие температуры и влажности
  • Солевой спрей/туман для защиты от коррозии
  • Показатель преломления
  • Температура стеклования (Tg)
  • Термическая стабильность
  • Диэлектрическая прочность
  • Диэлектрическая проницаемость
  • Коэффициент рассеяния
  • Возможность сквозной пайки
  • УФ-облучение
  • Влагостойкость и сопротивление изоляции (MIR)

Промышленное применение:

  • Электроника
  • Автомобилестроение
  • Медицинский
  • Телеком
  • Морской
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Защита

Гидрофобные поверхности – Как используются и изучаются гидрофобные покрытия?

Поверхность считается гидрофобной, когда на ней собирается вода. 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.

 

Выберите идеальный метод дозирования и оборудование

В природе существует множество примеров гидрофобных поверхностей — листья лотоса, кожа акулы и крылья бабочки — вот лишь некоторые из них. Эти поверхности обладают уникальными способностями к самоочищению и супергидрофобностью. Как и в случае со многими технологическими достижениями, ученые взяли пример с природы и разработали гидрофобные и супергидрофобные покрытия, которые защищают повседневные поверхности и электронику. Эти покрытия активно «отталкивают» воду, предотвращая коррозию, короткие замыкания и многое другое.

Как? Когда капля жидкости соприкасается с поверхностью, она создает «краевой угол» — угол, образованный между краем капли и поверхностью, на которую она опирается.Чем больше краевой угол, тем больше вероятность того, что жидкость «слипнется» и скатится с поверхности. Контактный угол поверхности более 90 градусов является гидрофобным, а контактный угол более 150 градусов является супергидрофобным, т.е. плохо смачивается. И наоборот, гидрофильная поверхность легко смачивается.

Вам не нужно далеко ходить, чтобы найти примеры использования. Ткани, стекло и корпуса кораблей защищены гидрофобными покрытиями для предотвращения намокания и биологического обрастания. Отопление, охлаждение, кондиционирование воздуха и электроэнергетика являются ключевыми отраслями, которые полагаются на гидрофобные покрытия для защиты оборудования от коррозии.Технологические достижения и доступность продолжают способствовать их внедрению.

Производство электроники: сфера применения продолжает расширяться

Мобильные телефоны, носимые устройства, устройства IoT, планшеты, автомобили и медицинские устройства содержат электронные схемы и металлические соединения, которые очень восприимчивы к повреждениям при воздействии влаги. Низкая смачиваемость гидрофобных поверхностей снижает потенциальное взаимодействие между водой и чувствительными компонентами, обеспечивая следующую эволюцию в области водонепроницаемости электроники.

Если вы планируете использовать гидрофобные покрытия для электроники, выполните следующие действия:

1. Выберите материал покрытия . Вместе с поставщиком жидкости определите оптимальный материал гидрофобного покрытия для вашего применения.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.