Аналіз водовідштовхувальних властивостей покриттів на основі гідрофобізованого спученого перліту в умовах механічного стирання

Анотація

Об'єктом дослідження в роботі є водовідштовхуючі поверхні із застосуванням дробленого перліту для формування мікроструктури. Існуюча проблема полягає в тому, що рівень існуючої технології супергідрофобних покриттів на даний момент є недостатнім для широкого практичного застосування. Основними стримуючими складнощами є недостатня стійкість супергідрофобних властивостей до експлуатаційних факторів, серед яких механічне зношування, дія пароподібної води, а також низька масштабованість класичних шляхів нанесення текстур на субстрати, що захищаються.

У даній роботі було показано, що одним з ефективних способів отримання покриттів, що масштабуються, з підвищеним водовідштовхуванням є використання порожнистих склоподібних частинок, наприклад, перліту для створення мікроструктури поверхні, що дозволяє досягати стійкого стану Кассі для крапель води. При цьому площа контакту поверхні з рідиною мінімізується, оскільки в покриттях використовуються уламки порожнистих частинок, орієнтація яких близька до нормальної. Практичний інтерес при застосуванні таких структур є вивчення їх поведінки при механічному зносі, зокрема під дією частинок, що є важливим експлуатаційним фактором для покриттів, що працюють на відкритому повітрі. Показано, що покриття на основі дробленого перліту при абразивному зносі зберігають і на початковому етапі руйнування збільшують водовідштовхувальні властивості. Дроблений перліт був гідрофобізований за допомогою обробки поліметилгідросилоксаном, що забезпечило значення кута змочування порошкового матеріалу на рівні 145°, а кута скочування – менше 10°. Була визначена поверхнева енергія покриттів з акрил-стирольною матрицею. Показано, що геометрія поверхні таких покриттів є неоднорідною. Спостерігається екстремальна залежність кутів змочування поверхні від кількості абразиву. В результаті було встановлено, що при статичній дії води відбувається очікуване зниження кута змочування поверхні, однак не повної втрати стану Кассі.