Содержание к диссертации
Введение
1 Методы модификации поверхности полимерами различной природы для управления лиофильными свойствами (литературный обзор) 8
1.1 Особенности смачивания твердых субстратов 8
1.2 Привитые полимеры для регулирования смачиваемости поверхности 16
1.3 Химические и физико-химические подходы к получению привитых полимерных покрытий 27
2 Привитые полимеры на основе мет(акриловых) мономеров для регулирования смачиваемости субстратов (Обсуждение результатов) 36
2.1 Активация поверхности и закрепление якорных соединений 37
2.2 Синтез и свойства привитых полимеров для придания гидрофобных свойств поверхности алюминия и целлюлозосодержащих материалов 45
2.3 Синтез и свойства привитых полимерных покрытий для придания адаптивных свойств поверхности алюминия 77
3 Экспериментальная часть 86
3.1 Материалы и реактивы, использовавшиеся в работе 86
3.2 Синтез полимеров 90
3.3 Анализ структуры полимеров 97
3.4 Определение молекулярно-массовых характеристик полимеров 100
3.5 Исследование термических свойств полимеров 103
3.6 Исследование морфологии модифицированных поверхностей 103
3.7 Измерение краевых углов смачивания 104
Заключение 105
Список литературных источников 1
- Привитые полимеры для регулирования смачиваемости поверхности
- Химические и физико-химические подходы к получению привитых полимерных покрытий
- Синтез и свойства привитых полимеров для придания гидрофобных свойств поверхности алюминия и целлюлозосодержащих материалов
- Определение молекулярно-массовых характеристик полимеров
Привитые полимеры для регулирования смачиваемости поверхности
Необходимо отметить, что реализация того или иного режима смачивания зависит от геометрических особенностей рельефа твердой поверхности [5]. Если шероховатость твердого материала мала и рельеф поверхности заполнен жидкостью, то имеет место гомогенное смачивание, описываемое соотношением Венцеля. Увеличение шероховатости приводит к гетерогенному режиму смачивания, в котором рельеф поверхности полностью или частично заполнен воздухом/газом, появляется гетерогенная граница раздела фаз твердое тело -жидкость - газ, описываемое моделью Касси-Бакстера [4].
Лиофильные свойства субстратов обуславливают диапазон их применения, а модификация привитыми полимерными покрытиями позволяет расширить его. Разные виды субстратов могут быть модифицированы полимерами для придания специфических свойств: плоские неорганические и органические полимерные подложки, наночастицы, мезо- и нанопористые материалы, в том числе золото, кремний, графит, углеродные наноматериалы, алмазные поверхности, полистирол, нейлон, полианилин, поликарбонат, полиимид, полиэтилентерефталат, хитозан, оксиды железа, кобальта, цинка, циркония, титана. Для модификации поверхности субстратов необходимо учитывать природу подложки и нативные функциональные группы, поскольку именно этот фактор способствует качественному закреплению полимерных цепей на поверхности [3].
Следует выделить основные виды модифицируемых материалов: органические материалы с поверхностно-активными функциональными группами, которые могут непосредственно участвовать в реакциях модификации и субстраты которые не содержат достаточного количества реакционноспособных групп [13]. Также необходимым условием для ковалентного закрепления макромолекул является предварительная активация поверхностей с получением функциональных групп, с последующей иммобилизацией соответствующих инициаторов. Так золото легко взаимодействует с серосодержащими соединениями, поэтому тиолы широко используются для функционализации золотых поверхностей, а органосиланы используются для модификации подложек на основе кремния и диоксида кремния.
Материалы на основе кремния являются наиболее распространенными субстратами для модификации, благодаря их механической, термической, химической стабильности. Поверхность этих субстратов состоит из тонкого слоя оксида кремния с Si-OH связями. Таким образом, при обработке хлорсиланами или алкоксисиланами образуются полисилоксановые сети, которые ковалентно связаны с поверхностью SiC 2 через сильные Si-0-Si связи. Хлорсиланы более активны и образуют менее упорядоченный самоорганизованный монослой, поэтому алкоксисиланы используются чаще, поскольку они менее активны и их легко хранить. Кремневые субстраты модифицируют широким спектром полимеров в зависимости от того, какие свойства необходимо придать поверхности [14, 15].
Химическая модификация металлических поверхностей основана на взаимодействии гидроксилов оксидной пленки металла с модификатором. В случае благородно-металлических субстратов в качестве структурных функциональных групп выступают атомы металла, локализованные в поверхностном слое [16]. Алюминий является важным промышленным материалом, используемым в хроматографических и каталитических процессах, изготовлении строительных материалов, автомобильных и самолетных деталей. Распространенность алюминия обусловлена рядом свойств, а именно, высокая отражающая способность, хорошая электропроводность, химическая стойкость, хорошие механические свойства и, в то же время, относительная легкость [4]. Модификацию алюминия, алюминиевых сплавов и их оксидов проводят с целью уменьшения контактного трения, адгезии и повышения коррозионной стойкости. Для этого используют: низкотемпературное плазменное и химическое травление, хемосорбцию и прививку различных гидрофобных агентов [3, 16].
Подложки из нержавеющей стали нашли применение в медицинских изделиях. Авторами работы [17] показано, что после модификации поверхность приобрела супергидрофильные свойства наряду со стойкостью к биообрастанию.
Некоторые синтетические органические полимеры, например полиглицидилметакрилат (ПГМА), поливинилхлорид (ПВХ), полианилин (ПА), гидроксилированный полистирол (ПС), в своем составе имеют реакционноспособные эпоксидные, амино-, гидроксильные группы или галогены, которые могут непосредственно участвовать в реакциях постфункционализации. Природные полимерные субстраты, такие как целлюлоза, хитозан, декстран [18] содержат поверхностно-активные гидроксильные группы, способные к взаимодействию либо с инициаторами полимеризации, либо с комплементарными группами модификатора.
Целлюлоза - это биополимер, являющийся основой для многих материалов и изделий в виду таких уникальных свойств, как высокая прочность, биосовместимость, биоразлагаемость. Более того, целлюлозосодержащие материалы экологически безопасны, нетоксичны и распространены вследствие их неограниченной возобновляемой сырьевой базы, дешевизны [19], но гидрофильная природа делает ее чувствительной к воде и адсорбции влаги.
В последние годы на основе целлюлозы создается большая группа инновационных материалов со специальными свойствами для применения в различных областях науки, техники и медицины. Разработки в области получения материалов и изделий текстильной промышленности, обладающих гидрофобными свойствами, относятся к ряду актуальных направлений современного материаловедения [20]. При этом предполагается, что текстильные материалы будут обладать способностью к самоочистке, подобно супергидрофобным листьям лотоса, что приведет к экономии моющих средств, сокращению объемов сточных вод, содержащих ПАВ, и уменьшению трудовых затрат [21]. Ранее химическая модификация целлюлозных волокон была ориентирована только на улучшение их прочности. В настоящее время целью физической и химической модификации волокон также стала водонепроницаемость [20]. Кроме того, в процессе поверхностной модификации целлюлозосодержащим материалам можно придать ряд других ценных свойств, например, стойкость к биообрастанию, огнестойкость, чувствительность к изменению температуры, антистатические свойства [22, 23].
Ткани представляют собой капиллярную структуру, образованную при переплетении волокон в нити и нитей в ткань. Волокна ткани - это пористые тела. В природных целлюлозных волокнах, например, в хлопке, объем пор составляет 35-45 % от объема волокна, кроме того, в текстиле между нитями имеются промежутки. Развитая капиллярно-пористая структура целлюлозы включает поры и каналы диаметром до нескольких микрометров. Капиллярность текстильных материалов приходится преодолевать при создании гидрофобных тканей, предотвращающих проникновение воды [21].
Основным условием эффективного закрепления гидрофобизаторов является их максимальное проникновение вглубь материала и равномерное распределение в нем [70]. Более того, необходимо, не перекрывая микропоры текстильного материала, на каждое волокно нанести вещество, гидрофобные участки которого были бы ориентированы во внешнюю область [9]. Но нанесение избыточного покрытия может блокировать поры или промежутки между волокнами, а методы прививки полимеров позволяют не только получить наноразмерные покрытия, но и сохранить структурные особенности подложки. Так на ткани гидрофобное и супергидрофобное состояние достигается за счет формирования наноструктуры на поверхности волокна, при снижении поверхностного натяжения до 40 мДж/м [50]. Использование кремнийорганических соединений позволяет снизить поверхностное натяжение вплоть до 20 мДж/м . Также разработан способ придания волокнистым материалам специальных свойств с помощью привитых органосилоксановых покрытий с додецилалкенсульфидными группами, с краевым углом смачивания 133.
Слабоактивные или инертные органические субстраты могут быть активированы при помощи УФ-облучения, плазменного напыления, химических процессов - озонолиз, хлорирование, гидролиз, обработка сильными кислотами и основаниями. Некоторые инертные материалы, такие как полиэтилен (ПЭ), полистирол, полиуретан приобретают реакционную способность путем химического окисления [24] или окисления в плазме.
В последнее время развивается область модифицирования наночастиц полимерами различной природы: оксидов металлов - железа (БегОз, БезС ), кремния (SiCb), алюминия (А120з), титана (ТіОг), циркония (ZrC ), цинка (ZnO), и меди (СиО) [25, 26]; углеродных нанотрубок, графена, фуллеренов (27, 28); частиц золота и серебра (29, 30). Как правило, поверхность частиц сначала обрабатывают соединениями с активными группами (например, органосиланы, органотиолы) для иммобилизации инициатора. Такие модифицированные полимерами наночастицы находят применение в оптике и электронике [31, 32], в биологических целях в качестве биодатчиков и средств доставки лекарств [33, 34].
Химические и физико-химические подходы к получению привитых полимерных покрытий
Прививка полимеров к поверхности субстрата может быть осуществлена с помощью ковалентных связей, электростатических взаимодействий [87] , водородных связей [88] , координационных связей [83], взаимодействий с переносом заряда [89], катион-дипольного взаимодействия [90, 91], а также благодаря их совместному взаимодействию. Химическое прививка является важнейшим способом получения модифицированных поверхностей. В данном методе изменение свойств поверхностей происходит с помощью полимеров и блок-сополимеров адаптивной природы.
Существует два основных метода закрепления полимера на поверхности субстрата: «прививка к» и «прививка от». Метод «прививка к» заключается в синтезе полимеров или блок-сополимеров, где наряду с функциональными есть якорные (реакционноспособные) группы, способные взаимодействовать с комплементарными группами на поверхности, в результате чего образуется слой, ковалентно присоединенный к поверхности [92].
Основным преимуществом данного метода прививки по сравнению с другими способами является то, что предварительно синтезированный полимер может быть охарактеризован традиционными химическими и физическими методами. Кроме того, этот способ прививки является менее сложным с химической точки зрения и представляется более технологичным.
Использование данного метода широко описано в литературе, например, в работе [93] последовательно прививали полистирол и поли-(2-винилпиридин) с концевыми карбоксильными группами на кремниевую пластину, предварительно обработанную 3-глицидоксипропил-триметоксисиланом.
Несмотря на простоту и привлекательность данного метода, он имеет несколько существенных недостатков: невысокая плотность прививки и небольшая максимальная толщина привитых слоев. Это связанно с возникновением стерических затруднений в процессе закрепления полимера на поверхности. В сущности, «прививка к» является самоограничивающимся процессом, поскольку полимерные цепи должны сначала диффундировать через образующуюся полимерную пленку, чтобы достичь реакционноспособных участков на поверхности. При постепенном увеличении плотности прививки наступает эффект диффузионного торможения, когда концевая функциональная группа полимерной цепи не может диффундировать через привитой полимерный слой к поверхности (рисунок 1.9). При этом плотность прививки обратно пропорциональна увеличению молекулярной массы и прямо пропорциональна фактору «заселенности поверхности» [94].
Айер и др. [95] предложили использовать макромолекулы полиглицидилметакрилата в качестве якорного слоя. Проведенный эксперимент показал, что данный подход позволяет достичь наивысшей плотности прививки в рамках метода «прививка к». На основании данного эксперимента Здирко и его группа [96, 97] сначала закрепляли полиглицидилметакрилат на поверхности кремниевой пластины, после чего прививали полиэтиленгликоль. В результате плотность прививки составила около 1,6 цепей/нм , по сравнению с обычной -менее 1 цепей/нм . Метод «прививка от» заключается в закреплении на поверхности субстрата инициатора [98] и проведении поверхностно-инициированной полимеризации [99], где привитые полимеры синтезируются непосредственно на поверхности субстрата [100]. Данный метод позволяет достигать высокой плотности прививки, ввиду того, что мономеры способны легко проникать через привитые сегменты, образуются более плотные и толстые привитые слои. Так как размер инициатора относительно небольшой и не создает стерических затруднений при закреплении, то концентрация инициатора на поверхности достигает пяти молекул на 1 нм .
Поскольку полимеризация зависит от инициатора, закрепленного на поверхности, то это может быть свободно-радикальный процесс, методы контролируемой полимеризации (анионная, катионная, радикальная полимеризация с переносом атома ATRP, полимеризация путём обратимого присоединения и фрагментации RAFT), полимеризация с раскрытием цикла. Недостатком метода «прививка от» с использованием традиционной радикальной полимеризации является большая полидисперсность получаемой щетки. Известно, что молекулярно-массовое распределение (ММР) полимера, синтезируемого на поверхности, трудно контролировать из-за высокой локальной концентрации активных центров, ведущих к повышению количества побочных реакций. Однако более современные синтетические методы контролируемой полимеризации, такие как живая радикальная полимеризация с переносом атома [101 ,102], живая радикальная полимеризация по механизму присоединения и фрагментации [103, 14], могут в достаточно хорошей степени контролировать ММР. Методы контролируемой радикальной полимеризации являются особенно привлекательными [94], поскольку: позволяют контролировать толщину пленки путем изменения времени полимеризации; упрощается процесс очистки поверхности; регулируется плотность прививки (закрепление различного количества инициатора) [104]; возможность создавать разнообразную молекулярную архитектуру, линейные полимеры, гребенчатые сополимеры, сшитые пленки и блок-сополимеры. Чтобы более детально понять принцип данного метода следует обратить внимание на рисунок 1.10.
Методы химической модификации позволяют получать привитые полимерные покрытия с различными свойствами и архитектурой, но лимитирующим фактором является то, что различные субстраты характеризуются специфической природой поверхностных групп для проведения модификации. И, как правило, нативных групп субстрата может быть недостаточно для синтеза покрытий с высокой степенью прививки. Таким образом для увеличения реакционноспособных групп необходимо закрепление якорного слоя с активными функциональными группами (эпокси-, амино-, гидроксо- группы). В роли якорных блоков могут выступать различные классы соединений: силаны, фосфорорганические, тиоловые и эпоксидные соединения, выбор которых также зависит от параметров подложки.
Анализ литературных данных в области создания материалов, обладающих гидрофобными и супергидрофобными свойствами, показывает, что это активно развивающееся направление исследований. Достижение эффекта
супергидрофобности возможно за счет синергетического взаимодействия химической природы модифицирующих агентов и микрорельефа поверхности. Прививка полимеров позволяет получить мономолекулярный полимерный слой, способный, не затрагивая свойств субстрата в целом, придать специфические свойства полимера поверхности. Поэтому в качестве модификаторов целесообразно использовать фторметакрилаты с небольшим содержанием фтора в элементарном звене, алкилакриловые полимеры и N-изопропилакриламид, поскольку данные соединения обладают низкой поверхностной энергией и подходят для гидрофобизации поверхности субстратов, либо для получения адаптивных поверхностей. В качестве субстратов выбраны подложки различной природы и микроструктуры: алюминий, с гладкой поверхностью, и целлюлоза, с изначальной микрошероховатостью. Такой выбор обусловлен их практическим применением, алюминий - незаменимый конструкционный материал, целлюлоза - биополимер с неограниченным потенциалом использования.
Синтез и свойства привитых полимеров для придания гидрофобных свойств поверхности алюминия и целлюлозосодержащих материалов
Изучение лиофильных свойств привитых полимерных покрытий на поверхности алюминия и целлюлозосодержащих материалов оценивали посредством измерения краевых углов смачивания (таблица 2.12). В результате модификации алюминия блок-сополимерами, содержащими блок фторакрилата, все образцы обладают гидрофобными свойствами. Из таблицы 2.12 видно, что увеличение количества фтора с 3 до 6 атомов в элементарном звене функционального блока приводит к увеличению контактного угла смачивания для гладких алюминиевых подложек с 106 до 115.
Как показали исследования лиофильных свойств для поверхностей с изначальной шероховатостью (таблица 2.13), наблюдается закономерный рост значений краевых углов смачивания с увеличением концентрации раствора полимера вплоть до 5% по массе. В частности, при увеличении концентрации поли-ТЭМА от 0,5% до 5% угол смачивания для ткани возрастает от 131 до 150. Таким образом, достигается состояние супергидрофобности, что не характерно для гладких поверхностей. Однако при увеличении концентрации раствора полимера до 10 и 15% наблюдается снижение угла смачивания. Вероятно, это объясняется заполнением полимером пор между волокнами ткани и бумаги, что приводит к сглаживанию микрошероховатости поверхности и, следовательно, уменьшению контактного угла. Следует отметить, что максимальный угол смачивания 156 достигнут при модификации ткани 5% раствором поли-ГИМА.
Из полученных данных контактных углов следует, что для достижения супергидрофобного эффекта на поверхности ткани достаточно использовать метакриловые полимеры с короткими фторалкильными радикалами: поли-ТЭМА и поли-ГИМА. Эти полимеры более доступны по сравнению с поли-ГДМА и способны растворяться в ряде органических растворителей, в том числе метилэтилкетоне.
Водопоглощение текстильных образцов, модифицированных фтор-акрилатными полимерами, измеряли по ГОСТ 3816-81 [121]. Водопоглощение исходного текстиля составляет 57%. Как видно из таблицы 2.14, при модифицировании хлопчатобумажной ткани наблюдается снижение водопоглощения образцов с ростом концентрации полимера в растворе и достигает 10% в случае использования 15%-го раствора поли-ТЭМА.
Как показано выше альтернативой фторированным полимерам могут служить полимеры с алкильными радикалами. При этом модификация поверхности волокон хлопчатобумажной ткани с использованием блок-сополимеров поли-(ТЭМА-б-ГМА) позволяет достигнуть эффекта супергидрофобности с контактными углами смачивания до 155. Но изменение конформации макромолекул за счет вклада блока ПГМА не позволяет измерить молекулярную массу и может влиять на свойства привитого полимерного покрытия. Таким образом, в качестве гидрофобизующих агентов возможно использование статистических сополимеров ГМА и гексил- (ГМ), лаурил- (ЛМ), стеарилметакрилата (СМ), и продуктов частичного ацилирования ПГМА стеариновой кислотой (СК). Такие сополимеры с небольшой молекулярной массой можно синтезировать свободно-радикальной полимеризацией. Подчеркнем, что интерес к подобным модификаторам с гидрофобными группами обусловлен их доступностью и применимостью для создания водонепроницаемых и устойчивых к загрязнениям текстильных материалов. он он он он он
Модификация поверхности целлюлозы: а) жирными карбоновыми кислотами с использованием полиглицидилметакрилата в качестве якорного блока; б) продуктом частичного ацилирования полиглицидилметакрилата стеариновой кислотой; в) сополимерами глицидилметакрилата и алкилметакр штатов
Состав синтезируемых сополимеров глицидилметакрилата подтверждали проведением элементного анализа. На основании полученных данных (таблица 2.15) можно сделать вывод о получении сополимеров ГМА и выбранных алкилметакрилатов с мольными соотношениями 9:1, 8:2 и 7:3. Полученные экспериментальные данные хорошо согласуются с теоретическим содержанием углерода и водорода в синтезируемых сополимерах. Как показывают данные элементного анализа (таблица 8) сополимеров полиглицидилметакрилата, ацилированных стеариновой кислотой (ПГМА-со-(ПГМА-СК)), наблюдается увеличение степени ацилирования при увеличении мольного соотношения и(СК)/и(эпокигрупп).
Из данных исследования молекулярно-массовых характеристик методом гель-проникающей хроматографии (таблица 2.15) следует, что полученные полимеры и сополимеры характеризуются молекулярно-массовым распределением менее 2. При этом гомополимер поли-ГМА имеет молекулярную массу Mn=36,4 10 . В результате ацилирования поли-ГМА стеариновой кислотой наблюдается закономерное увеличение молекулярной массы в зависимости от степени ацилирования. Для сополимеров ГМА и гексил-, лаурилметакрилата характерно небольшое увеличение среднечисленной молекулярной массы и молекулярно-массового распределения при увеличении содержания сомономера. Синтезированные полимеры на основе ГМА характеризуются невысокой молекулярной массой наряду с узким ММР, что позволяет исследовать свойства привитых полимеров в зависимости от состава сополимера. Из таблицы 2.16 видно, что все модифицированные образцы хлопчатобумажной ткани обладают супергидрофобными свойствами. Использование частично ацилированного ПГМА позволяет достичь углов смачивания в 161. Для сополимеров ГМА и алкилметакрилатов характерно увеличение углов смачивания до 168при увеличении концентрации и длины углеводородного радикала сомономера.
Устойчивость привитых полимеров на поверхности модифицированных образцов проверяли в аппарате Сокслета в среде метилэтилкетона в течение 3 суток. После такой обработки образцы сохраняют гидрофобные свойства. При этом важным параметром является устойчивость гидрофобных свойств покрытий при длительном контакте с водными средами. Для этого проводились исследования зависимости контактного угла от времени в статических условиях в камере, насыщенной парами воды. Как видно из рисунка 2.12, хлопчатобумажная ткань, модифицированная сополимером поли-(ГМА-со-ЛМ) сохраняет водоотталкивающие свойства. Спустя 25 часов после начала измерений контактный угол составлял около 160. Образцы также сохраняют гидрофобные свойства при полном погружении их в воду, спустя 120 часов контактный угол составил 154.
Определение молекулярно-массовых характеристик полимеров
Для изучения фазовых переходов синтезированных продуктов использовался метод дифференциальной сканирующей калориметрии на приборе NETZSCH DSC F1. Образцы исследовали в температурном интервале -20 - 150С, скорость нагрева 10 К/мин, в атмосфере аргона с расходом 25 мл/мин.
Характер изменения массы исходных и модифицированных целлозосодержащих материалов при нагревании исследовали термогравиметрическим методом. Анализ проводили на приборе «Дериватограф Q-1500D» со скоростью нагрева 10/мин в диапазоне температур 25-550С. Исследование морфологии модифицированных поверхностей
Морфологию поверхности исследовали методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и атомно-силовой микроскопии (АСМ). Для СЭМ использовали приборы фирмы FEI марки Versa и Quanta 3D DualBeam. В технологии СЭМ изображение формируется сигналами, которые генерируются последовательно по мере того, как тонко сфокусированный пучок электронов сканирует поверхность образца. Разрешение СЭМ ограничено из-за рассеяния электронов. Сканирование проводили при различном увеличении при высоком вакууме и в режиме естественной среды.
АСМ позволяет анализировать на атомном уровне структуру материалов посредством взаимодействия с поверхностью образца. Измерение можно проводить не только в вакууме, но и на воздухе, в атмосфере любого газа и даже в капле жидкости. Морфологию поверхности исследовали методом атомно-силовой микроскопии на приборе фирмы НТ-МТД марки Solver Р47. Эксперимент проводили в полуконтактном режиме, ось кантилевера наклонена на 20 к плоскости образца.
Гидрофобные свойства модифицированных материалов оценивали измерением краевого угла смачивания. Для этого использовали прибор фирмы DataPhysics марки ОСА 15 ЕС. Измерения проводили путем нанесения капель дистиллированной воды объемом 7-10 мкл на поверхность подложки при комнатной температуре и вычисляли контактный угол лежачей капли по методу Юнга-Лапласа. В случае регистрирования свойств термочувствительных покрытий использовали аналогичную методику с измерением краевых углов смачивания с шагом 2С в диапазоне 22 - 42С.
Контроль закрепления гидрофобизующих агентов и иных веществ на поверхности образцов отслеживали гравиметрическим методом с использованием электронных весов.
Водопоглощение целлюлосодержащих образцов, модифицированных фтор-акрилатными полимерами, измеряли по ГОСТ 3816-81 [117]. Образец взвешивался, затем погружался в емкость с водой на 60 мин. Далее пробу отжимали однократно и взвешивали. Водопоглощение вычисляется по формуле:
По полученным результатам работы сформулированы следующие выводы:
1. Исследованы особенности модификации привитыми полимерами и сополимерами на основе (мет)акрилатов с малым количеством фтора в элементарном звене и алкильными заместителями методом радикальной полимеризации с переносом атома на поверхности алюминия и целлюлозы с использованием якорных соединений с амино-, гидроксильными и эпоксидными группами, что позволяет получать устойчивые полимерные покрытия с высокогидрофобными свойствами (до 120) на гладкой алюминиевой подложке и достигнуть эффекта супергидрофобности (до 168) на поверхности целлюлозных материалов с неупорядоченной начальной шероховатостью.
2. Состав и морфологические особенности привитых полимеров на поверхности алюминия и целлюлозосодержащих материалов подтверждали методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, ЯМР-, ИК-Фурье спектроскопии, гель-проникающей хроматографии, элементного анализа, рентгеновской, атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии.
3. Установлено, что привитая поверхностно-инициированная полимеризация фторметакрилатов с малым содержанием фтора и алкилметакрилатов с использованием полиглицидилметакрилата в качестве якорного соединения позволяет получить устойчивые полимерные покрытия с толщиной до 300 нм и достигнуть супергидрофобного состояния, характеризуемого краевыми углами смачивания до 162 на поверхности хлопчатобумажной ткани, и высокогидрофобного состояния до 120 на нетекстурированной алюминиевой подложке.
4. Показано, что использование сополимеров на основе глицидилметакрилата и алкилметакрилатов с невысокой молекулярной массой для модификации хлопчатобумажной ткани с многоразмерной шероховатостью позволяет достигнуть супергидрофобного состояния с контактными углами смачивания до 168.
5. Показано, что образцы хлопчатобумажной ткани, модифицированные сополимерами на основе полиглицидилметакрилата, сохраняют супергидрофобные свойства при контакте с сидячей каплей воды в статических условиях в течение 24 часов и при погружении в воду на 120 часов с незначительным изменением угла смачивания.
6. Модифицированные привитыми полимерами и сополимерами на основе фтор-, алкил(мет)акрилатов и N-изопропилакриламида поверхности неорганической (алюминий) и органической (целлюлоза) природы потенциально могут найти применение при создании материалов, обладающих антикоррозионными свойствами; текстильных изделий с водо- и грязеотталкивающими свойствами; элементами фильтрационных систем; антиобледенительных покрытий конструкционных элементов.