Синтез и исследование свойств функциональных фторкремнийорганических олигомеров и полимеров

• Автор: Мышковский, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Гидрофобные и супергидрофобные материалы и покрытия

1.1. Факторы, определяющие смачивание поверхностей материалов

А. Гладкие однородные поверхности

Б. Шероховатые поверхности

1.2. Гистерезис смачивания.

1.3. Методы создания текстурированных поверхностей.

1.4. Деградация супергидрофобных покрытий

2. Методы получения функциональных фторорганосиланов.

2.1. Свойства фторсодержащих кремнийорганических материалов
2.2 Синтез функциональных фторорганосиланов
2.2.1 Металлоорганический способ получения функциональных фторорганосиланов.
А.Мапшйорганический синтез.
Б. Литийорганичсский синтез
2.2.2 Реакция гидросилилирования.
2.2.3 Другие способы синтеза функциональных фторорганосиланов
А. Прямой синтез.
Б. Способ модификации функциональных групп не затрагивающий БьС связи
3. Фторсодержащие кремнийорганические олигомеры и полимеры
3.1. Полифторорганосилоксаны.
3.1.1 Полимеризации фторорганоциклосилоксанов.
3.1.2 Гидролитическая поликонденсация функциональных фторорганосиланов
3.1.3 Полимераналогичные превращения.
3.2. Полифторкарбосиланы.
3.3 Полифторкарбосилоксаны
ВЫВОДЫ ИЗ ОБЗОРА ЛИТЕРАТУРЫ.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
1. Синтез функциональных фторорганосиланов
1.1 Синтез фторорганосиланов с простым эфирным спейсером
1.2 Синтез фторорганосиланов с амидным спейсером
1.3 Синтез фторорганосиланов с фениленовым спейсером
2. Синтез полифункцнональных олигофторорганосилоксанов разветвленной структуры
2.1 Синтез полифункцнональных этоксипроизводных олигофторорганосилоксанов разветвленной структуры
2.2 Синтез многофункциональных хлорсилильныхпроизводных олигофторорганосилоксанов разветвленной структуры.
3. Синтез высокомолекулярных фторорганосил океанов
3.1 Синтез олигофторорганосилоксанов.5
3.2 Синтез олигофторорганосилсесквиоксанов
3.3 Синтез полифторорганосилоксанов.
4. Исследование гидрофобизующей способности синтезированных фторкремнийорганических соединений
4.1 Формирование гидрофобных покрытий из функциональных фторорганосиланов.
4.2 Формирование сунсргидрофобных покрытий
5. Оценка перспектив практического использования синтезированных фторкремнийорганических соединений.
ВЫВОДЫ.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Так, например, типичные значения краевых углов натекания на гладких поверхностях фторсодержащих материалов колеблется в пределе между 0 2 табл. Таблица 1. Нонафторгексилсилсесквиоксан 6. Гептадекафтордецилсилсесквиоксан 8. Полиметилпропеноксифторалкилсилоксаи2 8. Полиперфгоргептилметакрилат . Полиметилнонафторгексилсилоксан2 . Полиметилтрифторпропилсилоксан . Так авторы работы исследовали гидрофобные свойства пленок полиакрилатов, содержащих в своем составе перфторалкильные звенья. Было показано, что поверхностные свойства пленок во многом зависят от организации перфторалкильных боковых звеньев. При их организации в упорядоченные структуры, происходит образование поверхности, полностью состоящей из плотно упакованных СР3 групп. Благодаря такой организации, значения краевых углов достигало 2. Б. Шероховатые поверхности. На практике редко имеют дело с гладкими однородными поверхностями, поэтому применимость соотношения 1 для расчета краевых углов на реальных поверхностях ограничена . Шероховатость поверхности обуславливает отклонение измеряемого краевого угла от краевого угла на гладкой поверхности, при этом реализуется один из двух типов смачивания гомогенное или гетерогенное . В первом случае жидкость контактирует со всей поверхностью твердого тела, полностью заполняя на ней выступы и впадины, рис. Рис. При этом эффективный кажущийся краевой угол рассчитывают по уравнению Венцеля . К коэффициент шероховатости, который показывает отношение фактической площади поверхности с учетом выступов и впадин к ее проекции на горизонтальную плоскость. Как видно из соотношения 2, при гомогенном смачивании шероховатой поверхности эффективный краевой угол увеличивается в случае гидрофобных поверхностей 0 и уменьшается на гидрофильных поверхностях 0 . Во втором случае, поверхность является химически гетерогенной, составленная из участков с краевым углом 0 и впадинами, частично или полностью заполненными воздухом, при этом эффективный краевой угол определяется соотношением КассиЬакстера . К коэффициент шероховатости, р доля проекции смоченной площади на поверхность подложки с учетом частичного заполнения пор. Анализ уравнения показывает, что при ф1 происходит переход из гетерогенного режима смачивания в гомогенное, а соотношение 3 в 2. При ф0, смачиваемость поверхности уменьшается, что способствует увеличению значений эффективного краевого угла. Необходимо отметить,
что соотношения 2 и 3 применимы, только если характерные размеры шероховатости подложки много меньше диаметра контакта капли с подложкой . При этом гетерогенный режим смачивания текстурированной фторсодержащей поверхности представляется наиболее перспективным для практическою использования. Гистерезис смачивашш. Чем ниже значение угла а, тем более очевидным становится режим гетерогенного смачивания, при котором площадь контакта подложки с водой минимальна . Значение угла скатывания зависит от массы капли и величины гистерезиса краевого угла, количественной мерой которого может служить разность краевых углов натекания 0 и оттекания 0О или их косинусов 8, . Гистерезис краевого угла наглядно проявляется, если поверхность твердого тела с нанесенной на нее каплей жидкости наклонена при этом в случае гладких подложек, угол в нижней части капли оказывается намного больше угла в верхней части капли, рис. За. Рис. Гистерезис смачивания может быть связан с загрязнением поверхности, ее химической гетерогенности и др. Очень сильный гистерезис несколько десятков градусов может быть связан с образованием тонких смачивающих пленок . В случае текстурированных поверхностей, на гистерезисные явления большое влияние оказывает шероховатость поверхности 8, , . Так в работе Деттра и Джонсона исследовалось влияние шероховатости поверхности на углы натекания и оттекания, в ходе которой текстурирование подложки достигалось либо путем набрызгивания на подложку расплавов парафиновых или фторсодержащих восков, либо дисперсии стеклянных шариков микрометрового размера. По данным авторов, гистерезис краевого угла для гладкой поверхности, составлял от 8 до .