Функционализация порошков аэросила, диоксида титана и кизельгура методом смачивания агентом с низкой поверхностной энергией и исследование их свойств

Исследованы условия функционализации микро-, нанопорошков аэросила, диоксида титана и кизельгура путем смачивания их жидким гидрофобизирующим агентом (тетраэтоксисилан) и придания им фобно/ фильных свойств. С применением ИК-спектроскопии, дериватографии, сканирующей электронной микроскопии и ξ-метрии исследован механизм взаимодействия тетраэтоксисилана с поверхностью указанных порошков и их морфология. Для всех модифицированных таким образом порошков характерно негомогенное распределение частиц с различными уровнями агрегации: преимущественно микрометрическая популяция частиц (кизельгур), образование микрометрического размера в сочетании с нанокластерами (аэросил, диоксид титана). Разбавленные суспензии функционализированных порошков во фторированном лаке были использованы для гидрофобизации поверхностей стекла, алюминия и стали. Наиболее высокое значение краевого угла смачивания водой (156^о ) наблюдалось для покрытий по алюминию, полученных с использованием композиции, содержащей функционализированный аэросил.

1. Superliquid-repellent surfaces prepared by colloidal silica nanoparticles covered with fluoroalkyl groups / M. Hikita [et al.] // Langmuir. – 2005. – Vol. 21, № 16. – P. 7299. https://doi.org/10.1021/la05090r

2. Engineered organic/inorganic hybrids for superhydrophobic coatings by wet and vapour procedures / G. Soliveri [et al.] // J. Mater. Sci. – 2014. – Vol. 49. – P. 2734–2744.

3. Transparent superhydrophobic films based on silica nanoparticles / J. Bravo [et al.] // Langmuir. – 2007. – Vol. 23, № 13. – P. 7293–7298.

4. Qing1, Yong-Quan. Facile approach in fabricating hybrid superhydrophobic fluorinated polymethylhydrosiloxane/TiO2 nanocomposite coatings / Yong-Quan Qing1, Chuan-Ning Yang1, Yan Shang // Colloid. Polym. Sci. – 2015. – Vol. 293. – P. 1809–1816, https://doi.org/10.1007/s00396-015-3570-3

5. Superhydrophobic powder coatings: pat. US 20140094540 / J. T. Simpson. – Publ. date 03.04.2014.

6. Фридрихсберг, Д. А. Курс коллоидной химии / Д. А. Фридрихсберг. – Л.: Химия, 1984. – 508 с.

7. Беков, У. С. Спектральный анализ кремнийорганических соединений на основе фенола / У. С. Беков, Ф. Ф. Рахимов // Universum: химия и биология. – 2021. – Т. 83, № 5. – С. 27–30.

8. Смачивание изотропных микротекстур, сформированных на поверхности стекла и алюминия / В. Д. Кошевар [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2019. – Т. 55, № 3. – С. 309–317. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2019-55-3-309-317