СУПЕРГИДРОФОБНОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНОЙ ЭМАЛИ ЭП-140: ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ПРИ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе исследована механическая стойкость супергидрофобного покрытия, созданного на основе промышленной эпоксидной эмали ЭП-140. Для достижения супергидрофобного состояния нанесенное покрытие модифицировали методом импульсного лазерного текстурирования и хемосорбции фторсилана. Целью исследования была оценка устойчивости покрытия к различным механическим воздействиям, характерным для эксплуатации в открытой атмо- сфере: длительному контакту с водой, воздействию высокоскоростной струи воды, абразивному износу падающим песком и многократному отрыву липкой ленты. Показано, что комбинированный подход, используемый при супергидрофобизации, обеспечивает не только высокие водоотталкивающие свойства, но и значительную устойчивость к деградации. Так, эксперименты выявили лишь незначительное снижение характеристик смачивания при сохранении гетерогенного режима смачивания, что подтверждает сохранение функциональности покрытия даже при экстремальных механических воздействиях. Полученные данные указывают на перспективность применения разработанного покрытия в промышленности, где требуется сочетание высокой износостойкости и экономической эффективности.

Об авторах

Е. А. Кузина

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4, 119071 Россия; Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4, 119071 Россия; Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4, 119071 Россия

М. А. Теплоногова

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Москва, Ленинский просп., 31, 119071 Россия

А. В. Буглак

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4, 119071 Россия

К. А. Емельяненко

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: emelyanenko.kirill@gmail.com
Москва, Ленинский просп., 31, корп. 4, 119071 Россия

Список литературы

  1. Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. Hydrophobic materials and coatings: principles of design, properties and applications // Russ. Chem. Rev. 2008. V. 77. № 7. P. 583–600. https://doi.org/10.1070/RC2008v077n07ABEH003775
  2. Tian X., Verho T., Ras R.H.A. Moving superhydrophobic surfaces toward real-world applications // Science. 2016. V. 352. № 6282. P. 142–143. https://doi.org/10.1126/science.aaf2073
  3. Darmanin T., Guittard F. Recent advances in the potential applications of bioinspired superhydrophobic materials // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. № 39. P. 16319–16359. https://doi.org/10.1039/C4TA02071E
  4. Jeevahan J., Chandrasekaran M., Britto Joseph G., Durairaj R.B., Mageshwaran G. Superhydrophobic surfaces: a review on fundamentals, applications, and challenges // J. Coat. Technol. Res. 2018. V. 15. № 2. P. 231–250. https://doi.org/10.1007/s11998-017-0011-x
  5. Milionis A., Loth E., Bayer I.S. Recent advances in the mechanical durability of superhydrophobic materials // Adv. Colloid Interface Sci. 2016. V. 229. P. 57–79. https://doi.org/10.1016/j.cis.2015.12.007
  6. Verho T., Bower C., Andrew P., Franssila S., Ikkala O., Ras R.H.A. Mechanically durable superhydrophobic surfaces // Adv. Mater. 2011. V. 23. № 5. P. 673–678. https://doi.org/10.1002/adma.201003129
  7. Кузина Е.А., Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. Супергидрофобизация окрашенных поверхностей для повышения их защитных свойств и придания новых функциональных свойств материалам // Доклады Академии Наук Серия химическая. 2025. № 1.
  8. Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. Application of dynamic thresholding of video images for measuring the interfacial tension of liquids and contact angles // Instruments and Experimental Techniques. 2002. V. 45. № 1. P. 44–49. https://doi.org/10.1023/A:1014544124713
  9. Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. Analysis of wetting as an efficient method for studying the characteristics of coatings and surfaces and the processes that occur on them: A review // Inorg. Mater. 2011. V. 47. № 15. P. 1667–1675. https://doi.org/10.1134/S0020168511150064
  10. Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. Применение цифровой обработки видеоизображений для определения параметров сидящих и висящих капель // Коллоидный журнал. 2001. Т. 63. № 2. С. 178–193.
  11. Кузина Е.А., Омран Ф.Ш., Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. О важности подбора режима гидрофобизации для получения стойких супергидрофобных покрытий // Коллоидный журнал. 2023. Т. 85. № 1. С. 63–67. https://doi.org/10.31857/S0023291222600614
  12. He S., Chen J., Lu Y., Huang S., Feng K. Enhanced waterproof performance of superhydrophobic SiO2/PDMS coating // Prog. Org. Coat. 2024. V. 197. P. 108845. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108845
  13. Kumar A., Meena M.K. Fabrication of durable corrosion-resistant polyurethane/SiO2 nanoparticle composite coating on aluminium // Colloid Polym. Sci. 2021. V. 299. № 6. P. 915–924. https://doi.org/10.1007/s00396-021-04814-9
  14. Mousavi S.M.A., Pitchumani R. A comparative study of mechanical and chemical durability of non-wetting superhydrophobic and lubricant-infused surfaces // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2022. V. 643. P. 128711. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.128711
  15. Li T., Lu C., Yuan Z., Liu C., Li Y., Liu Y. Mechanical stability and anti-icing performance of robust aluminum-based superhydrophobic coating // Surface Technology. 2022. V. 51. № 11. P. 385–394. https://doi.org/10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.11.036
  16. Golubitchenko T.V., Emelyanenko K.A., Krasovsky V.G., Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. Are the imidazole ionic liquids suitable lubricants for slippery coatings? // Langmuir. 2025. V. 41. № 4. P. 2724–2734. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.4c04543
  17. Kuzina E.A., Emelyanenko K.A., Teplonogova M.A., Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. Durable superhydrophobic coatings on tungsten surface by nanosecond laser ablation and fluorooxysilane modification // Materials. 2025. V. 16. № 1. P. 196. https://doi.org/10.3390/ma16010196
  18. Liu J.J., He C.Y., Liu B.H., Wang Z.Q., Zhao S.J., Lu Z.W., Zhang Y.Z., Tang Z.Q., Gao X.H., Aday X. A robust photo-thermal and electro-thermal superhydrphobic surface for all-weather anti-icing/deicing // Chem. Eng. J. 2024. V. 489. P. 151338. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151338
  19. Zhou X., Ou J., Hu Y., Wang F., Fang X., Li W., Chini S.F., Amirfazli A. Robust superhydrophobic coating for photothermal anti-icing and de-icing via electrostatic powder spraying // Prog. Org. Coat. 2024. V. 197. P.108778. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108778
  20. Deng X., Mammen L., Zhao Y., Lellig P., Müllen K., Li C., Butt H.J., Vollmer D. Transparent, thermally stable and mechanically robust superhydrophobic surfaces made from porous silica capsules // Adv. Mater. (Weinheim). V. 23. № 26. P. 2962–2965. https://doi.org/10.1002/adma.201100410
  21. Birlik Demirel G., Aygül E. Robust and flexible superhydrophobic/superoleophilic melamine sponges for oil-water separation // C Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2019. V. 577. P. 613–621. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2019.05.081
  22. Boinovich L.B., Emelyanenko A.M., Ivanov V.K., Pashinin A.S. Durable icephobic coating for stainless steel // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2013. V. 5. № 7. P. 2549–2554. https://doi.org/10.1021/am3031272
  23. Allahdini A., Jafari R., Momen G. Transparent non-fluorinated superhydrophobic coating with enhanced anti-icing performance // Prog. Org. Coat. 2022. V. 165. P. 106758. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2022.106758

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».