Омнифобные покрытия на основе полимерных пленок

Существуют полимеры, пленки и покрытия которых обладают низкой поверхностной энергией, за счет чего являются гидрофобными, то есть не смачиваются водой – прежде всего, это фторированные углеводородные полимеры и высокомолекулярные соединения на основе кремния (полидиметилсилоксаны). Такие полимеры используют для придания гидрофобных свойств различным материалам, применяемым в электронике, электрохимических источниках тока, для получения водоотталкивающих тканей. Как правило, для нанесения гидрофобных полимерных покрытий используют растворы или дисперсии на водной основе, что приводит к загрязнению воды, большим затратам энергии на сушку покрытий, а также к деформации покрытий в процессе сушки. Гидрофобные фторированные или кремнийорганические полимеры хорошо растворимы в сверхкритическом СО2 – эти растворы также можно использовать для нанесения гидрофобных покрытий.
В нашей лаборатории мы также проводим исследования, в которых получаем новые гидрофобные полимеры различной химической природы, изучаем структуру и состав известных или новых гидрофобных полимеров, определяем морфологию, химический состав и функциональные свойства полимерных покрытий, нанесенных из растворов в сверхкритическом СО2. Для этого мы применяем современные экспериментальные подходы, такие как электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, энергодисперсионный анализ, малоугловое рентгеновское рассеяние и другие.

Огнестойкие многофункциональные покрытия

Помимо углеводородных полимеров и полимеров на основе кремния, интересными свойствами обладает еще один класс высокомолекулярных соединений – полифосфазены. Структура основной цепи полифосфазена состоит из чередующихся атомов фосфора и азота, при этом у каждого атома фосфора есть два заместителя, которые составляют боковые цепи полифосфазенов. За счет наличия фосфора и азота полифосфазены являются термостойкими материалами, а их боковые цепи могут быть гидрофобными. Из-за этого полифосфазены представляют большой интерес при создании многофункциональных покрытий, устойчивых при высоких температурах и при этом не смачивающихся водой. Полифосфазены с гидрофобными боковыми цепями также растворяются в сверхкритическом СО2 – в нашей лаборатории мы изучаем фазовое поведение таких растворов, а также функциональные свойства пленок и покрытий на основе полифосфазенов.

Основной проблемой SLIPS является потеря скользких свойств при вымывании жидкости лубриканта из полимерной пленки. Наши исследования направлены на поиск подходов к созданию стойких долговечных покрытий, к примеру за счет химической иммобилизации жидкости в полимерной матрице. Также мы занимаемся фундаментальным исследованием скользких свойств при изменении параметров покрытия. Это важная задача, как для дизайна и контроля свойств, так и для расширения существующих представлений о физике смачивания таких омнифобных покрытий.