Гидрофобный раствор: Гидрофобная пропитка для камня бетона и кирпича

Содержание

Гидрофобная пропитка для камня бетона и кирпича


Гидрофобизирующая жидкость

Мечта каждого домовладельца — добиться максимальной сохранности капитального строения и снижения сумм, которые будут требоваться на его ремонт. К сожалению, сделать это не просто: современные стеновые материалы отличаются высоким уровнем капиллярного всасывания влаги, что приводит к негативным последствиям, выражающимся в снижении прочности материала. Кроме того, растворяющиеся под воздействием влаги кристаллы солей оседают на поверхности стен, вследствие чего последние теряют декоративность и свои теплообменные качества. На помощь приходят гидрофобизаторы — пропитка для бетона и кирпича специальной жидкостью.

В наибольшей степени от влияния избыточной влаги страдают кирпич и бетон, а ведь именно они являются самыми распространенными строительными материалами, которые используются при возведении стен. В меньшей степени подвержен негативному влиянию воды природный камень.

Показатель водопоглощения кирпича и бетона приближается к 90%, по порам стен влага может подниматься на высоту около двух метров, при замерзании в порах материала вода образует давление выше 2 т/кв. см.

Не трудно предположить, что любой из стройматериалов в таких условиях не сможет противостоять ее губительному влиянию: на стенах появляются высолы, в толще материала образуется все большее количество трещин. Все это приводит к потере привлекательности стен, разрушению облицовочных и стеновых конструкций.

Для того, чтобы предупредить возможность этих негативных явлений принято применять обработку строительных конструкций специальными веществами, т.н. гидрофобизаторами. Эти составы имеют сложные химические формулы, изготавливаются они на кремнийорганической основе.

Область применения

Преимущества, которые дает применение гидрофобизаторов — это возможность:

  • избавиться от капиллярного подсоса воды и уменьшить водопоглощение;
  • повысить морозостойкие характеристики материалов;
  • уменьшить степень загрязнения фасада во время выпадения осадков.

Положительным моментом является сохранение паропроницаемости обработанной поверхности. Суть обработки заключается в образовании защитной пленки закупоривающей поры материала, что исключает угрозу появления высолов, плесени и грибков на поверхности стен.

Вместе с этим следует отметить, что нанесенный раствор не создает видимую для глаза, или липкую на ощупь пленку, провоцирующую оседание и налипание пыли. Водоотталкивающая пропитка имеет гарантированно долгий срок службы, в ее составе нет растворителей, она экологически чиста, взрыво и пожаро безопасна.

Гидрофобизаторы являются универсальными гидроизоляторами. Они применяются для обработки:

  • кирпичных стен, мрамора, бетона, искусственного камня, шлакоблока, гипса и песчаника;
  • минеральной ваты, цементно-волокнистых поверхностей, минеральных красок.

Применять гидрофобизаторы рекомендуется на высушенных поверхностях, но современные составы можно наносить на влажную поверхность в том случае, если добиться ее высыхания не представляется возможным.

Глубина проникновения раствора зависит от степени пористости материала, к примеру, для цементной штукатурки и кирпича она равна примерно 10мм.

Гидрофобизаторы — идеальное средство для борьбы с высолами. Причинами образования этого явления могут стать водорастворимые соединения, содержащиеся в стройматериалах, некачественный цемент или вода, нарушение технологий, противоморозные добавки. Вред наносимый высолами заключается не только в потере эстетичного вида стен — соляные кристаллы, разрастаясь, приводят к разрушению стен. После обработки, прочность материала увеличивается почти на четверть, его морозоустойчивость — в разы.

На рисунке вы можете увидеть слева нанесенную жидкость гидрофобизатор на кирпичную стену. Справа стена без нанесения и вода впитывается в поверхность.

Гидрофобизаторы принято использовать для обработки тротуарной плитки и цоколей зданий — ведь именно они больше всего подвержены разрушающему воздействию, оказываемому периодически замерзающей и размораживающейся водой. Обработка реактивом приведет к существенному увеличению срока службы плитки и облицовочного или декоративного материала. Используют гидроизоляцию этого типа и в качестве грунтовки.

Гидрофобизаторы рекомендуется использовать для обработки крыш из шифера и керамической черепицы — после обработки они получат надежную защиту от размножения грибков, плесени и мха, а следовательно будут выглядеть чистыми и привлекательными и надолго сохранят свои прочностные характеристики.

Водоотталкивающий раствор способен справиться с проблемами оседания конденсата, размножением грибков и плесени на поверхности стен и потолков в помещения с повышенной влажностью, таких как бассейны, сауны, бани.

Эффективным оказывается применение гидрофобизаторов для обработки фасадов старинных зданий, имеющих историческую ценность, даже тех, процесс разрушения стен которых медленно протекал на протяжении нескольких веков.

Технология нанесения

Водоотталкивающие смеси — продукты достаточно экономные: стоимость они имеют невысокую, но при этом они являются концентратами, т. е. требуют дополнительного разведения водой.

Наносить раствор следует на очищенную поверхность: при помощи специальных растворов следует удалить высолы, если присутствуют грибки и плесень — поверхность следует обработать антисептиками, рыхлая штукатурка также подлежит удалению, обычные загрязнения удаляются при помощи воды.

Нанесение гидрофобизатора производят в сухую, теплую погоду. Для обработки материалов умеренной пористости достаточно будет нанесения одного слоя водоотталкивающего раствора, более пористые материалы, к примеру, бетон следует обрабатывать два раза, вторую обработку производить через 15 минут после первой. Экономить на пропитке не стоит – слой, наносимый на поверхность должен давать видимый блеск.

Обработка фасада и цоколя гидрофобизирующей жидкостью придаст материалам водоотталкивающие свойства как минимум на десятилетие.

udobnovdome.ru

Гидрофобизатор для обработки кирпича

Гидрофобизатор для кирпича — это один из способов обработки, который позволяет повысить морозостойкость и водонепроницаемость будущей кладки, а еще улучшить ее термодинамику. В целом гидрофобизация делает строительный материал более долговечным. Первые гидрофобизаторы появились на рынке строительных материалов примерно 40 лет назад и с тех пор активно используются в данной сфере. Изначально они имели ряд недостатков, таких как высокая пожароопасность и необходимость повторного нанесения. Современные гидрофобизаторы, как правило, лишены этих проблем.

Гидрофобизатор не позволяет влаге впитываться в кирпич.

Почему нужно использовать гидрофобизацию?

Начиная строительство помещения, каждый хозяин надеется на то, что его дом прослужит на протяжении долгого времени и будет сохранять хороший внешний вид, несмотря ни на что. К большому сожалению, каким бы дорогим и высокотехнологичным ни был строительный материал, со временем он начнет терять свои эксплуатационные характеристики и изнашиваться.

Строительные материалы по типу камня, бетона и кирпича характеризуются пористой структурой, которая абсорбирует влагу. Особенно опасным периодом для этих материалов является осень, когда обильные осадки в виде дождя сменяются заморозками. Вода, которая впиталась в пористую структуру строительного материала, замерзает внутри него и начинает медленно разрушать камень, а это влечет за собой повреждение кладки или отделки фасада. Кроме того, промокший кирпич, бетон и камень намного хуже сохраняют тепло внутри помещения.

Как часто производят гидрофобизацию?

Гидрофобизаторы защищают кирпич от появления плесени и высолов.

Гидрофобизация кирпичной кладки современными жидкостями проводится 1 раз в 10 лет, и этого вполне достаточно, чтобы сохранить хороший вид помещения, защитив его от грибка и высолов. Это позволяет повысить эксплуатационные характеристики материала, ведь водоотталкивающая пропитка чем-то напоминает действие лака, но использовать ее можно не только для дерева, но и для бетона, камня и кирпича.

Гидрофобная пропитка для камня обычно выпускается на водной основе для внутренних работ и на основе растворителя органического типа для отделки снаружи. Пропитка для кирпича не имеет запаха и цвета, но при этом обладает водоотталкивающими свойствами.

Гидрофобное покрытие впитывается в структуру материала на 2 см и образует внутри некую защитную пленку. Дождевая вода и другие осадки не проникают внутрь строительного материала, а скатываются по нему, как капли воды по стеклу.

Обработка кирпича гидрофобизатором позволяет защитить его от потемнения и ухудшения внешнего вида, что происходит со временем. С годами факторы внешней среды существенно повреждают строительные материалы, оставляя внутри кирпича частицы пыли и влаги. Это заметно изменяет цвет стен и портит облик постройки.

Гидрофобизатором можно проводить обработку деревянных покрытий, она не только будет препятствовать потемнению, но и исключит гниение материала. Гидрофобная пропитка не вызывает коррозии арматурной стали при обработке участков с ее присутствием. Герметик для гидрофобизации обладает высокой атмосферной стойкостью, поэтому не деформирует строительные материалы и не теряет своих эксплуатационных характеристик при высоких температурах. Гидрофобизатор может выдержать температуру от -50 до +150°С.

Виды и сфера применения гидрофобных пропиток

Гидрофобизаторами можно обрабатывать не только кирпич, но и дерево.

На сегодняшний день в магазинах строительных материалов можно найти огромное количество разновидностей гидрофобной жидкости для защиты кирпича от влаги. Отличаются растворы для гидрофобизации величиной частиц, которые образуются при растворении жидкости в воде или органических смесях. По составу разделяют гидрофобные пропитки на несколько видов:

  • алкилсиликонаты;
  • Н-силоксаны;
  • силансилоксаны.

Алкилсиликонаты — самый дешевый вариант жидкостей для обработки кирпича и каменной кладки. Н-силоксаны представляют собой более совершенные пропитки, обладающие хорошими водоотталкивающими и защитными свойствами.

Силансилоксаны — это высшая группа гидрофобных пропиток, которые обладают самыми лучшими характеристиками и достигают наибольшей глубины проникновения.

Эти пропитки могут создавать эффект мокрого камня, очень популярный среди архитектурных дизайнов в последнее время.

Нанесение гидрофобных пропиток нередко используется при реставрации ценных памятников архитектуры и каменной кладки прошлых столетий. Пропитка бесцветная, поэтому не меняет окраса стен и цвета стройматериалов, а, напротив, придает им блеск и аккуратный облик. Пропитки можно применять для обработки стен в помещениях сантехнического назначения — в саунах, бассейнах и банях. Гидрофобные пропитки используют для уплотнения междуоконных швов и дверных проемов.

Использование гидрофобных пропиток дает возможность существенно уменьшить затраты на ремонт фасадов и предупреждает процессы разрушения бетона, штукатурки, каменной кладки и других поверхностей. Большинство инженеров и архитекторов рекомендуют обрабатывать стены из кирпича, бетона и каменной кладки сразу после возведения. Обработанные материалы намного дольше сохраняют свои эксплуатационные качества, а срок службы всей конструкции при глубинной пропитке увеличивается минимум на 15 лет.

kirpichmaster.ru

Выбираем гидрофобное покрытие для бетона

При любых монтажных и наружных отделочных работах гидрофобизация кирпича или бетона является обязательной. Это надежная защита искусственного камня от избыточного впитывания влаги, которая повышает его морозостойкость и продлевает срок службы строительных конструкций. И чем выше пористость материала, тем больше он нуждается в такой обработке.

Оглавление:

В каких случаях нужны гидрофобизаторы?

Водоотталкивающие составы делят на две основные группы: объемные и поверхностные. К первой относятся различные добавки, которые своими руками вводятся в бетонный раствор на стадии его приготовления. Они повышают класс водонепроницаемости монолита, уплотняют и упрочняют его, препятствуют появлению белых высолов.

Вторая категория – это пленкообразующие и проникающие гидрофобизаторы, которые можно использовать для защиты готовых ЖБИ, кирпичной кладки, декоративной облицовки, черепицы и пр. После нанесения они создают на поверхности тонкий водонепроницаемый слой. Время от времени такое покрытие придется подновлять, но это дешевле, чем впоследствии реставрировать конструкции своими руками.

Для максимально надежной защиты специалисты рекомендуют комбинировать оба способа гидрофобизации. Причем желательно выбирать не универсальные составы, а те, что предназначены для конкретных материалов и условий эксплуатации. Производители сегодня предлагают формулы, которые можно использовать и как добавки в раствор, и для нанесения на поверхность.

Гидрофобизаторы востребованы там, где искусственный камень испытывает разрушительное воздействие различных жидкостей:

  • Кирпичные стены домов и облицованные фасады.
  • Заборы, отмостка, бордюры, тротуарная плитка.
  • Приемные лотки водостоков, колодцы, септики, чаши бассейнов.
  • Бетонированные площадки парковок, цехов, лабораторий и пр.

Обзор популярных марок

При выборе гидрофобизаторов необходимо ориентироваться на сферу их применения: то, что годится для тяжелых бетонов, не всегда эффективно работает на газоблоках с их высокой пористостью. Важно учитывать и степень воздействия влаги на саму конструкцию, чтобы не тратиться зря на дорогие составы.

1. Аквасил.

Концентрированный препарат на порядок уменьшает водопоглощающую способность тяжелых и пористых бетонов и в 30 раз улучшает аналогичные показатели для кирпича. В то же время формула обеспечивает упрочнение монолита примерно на треть от первоначальной марки. Низкощелочная смесь является пожаробезопасной и стойкой – повторное нанесение понадобится не раньше, чем через 10 лет.

После разведения концентрата в соотношении 1:10 расход Аквасила составляет около 250-500 мл/м2. Это универсальный гидрофобизатор, который можно использовать как для улучшения характеристик раствора (вводится до 0,5% от веса цемента), так и для поверхностного нанесения. Во втором случае водоотталкивающие свойства проявляются уже через 2 ч после пропитки.

2. Спектр 123.

Концентрированная эмульсия для плотных изделий защищает не только сам цементный камень от внешних воздействий, но и арматуру, а также закладные металлические детали ЖБИ. Спектр 123 отлично борется с плесенью и вредными микроорганизмами, а эффект гидрофобизации становится заметен уже через 20 ч после применения.

Концентрированная силиконовая смесь разводится в соотношении 1:4 или 1:3, если предстоит работать с пористыми основаниями. Наносится только на сухую поверхность при плюсовой температуре. Глубина проникновения в толщу – 3-10 мм, средний расход составляет 0,15-0,3 л/м2.

3. Типром-У.

По своим основным характеристикам похож на уже рассмотренный Аквасол: тот же кремнийорганический концентрат, использующийся и в растворах, и как поверхностная защита пористых материалов. Хорошо показывает себя как грязеотталкивающий состав, избавляет кирпичную кладку от появления высолов. Однако есть у него и ограничения по применению: в своей инструкции производитель не рекомендует Типром-У для невпитывающих плоскостей, постоянно контактирующих с водой.

Состав проникает в толщу бетона на глубину до 35 мм, закупоривая внутренние капилляры. Кроме того, он легко отталкивает не только воду, но и наледь, что позволяет использовать его для обработки тротуарной плитки. Раствор наносится в несколько слоев с временными промежутками (не более 10 мин) до прекращения впитывания. Расход – 150-300 мл/м2.

4. Кристаллизол.

Под этой маркой выпускается целое семейство различных узкоспециализированных гидрофобизаторов для бетона – каждый для своей сферы применения.

Самые популярные из них:

  • Монолит – формула для объемной гидрофобизации. Увеличивает марку по водонепроницаемости на 5 классов, не вступая в «конфликт» с пластификаторами и антифризами.
  • Кристаллизол W12 – обеспечивает монолиту высокую влагостойкость до 1,2 атм и увеличивает количество циклов заморозки до F.

Поверхностные гидрофобизаторы этой марки производятся на водной основе, и потому образуют на бетоне лишь прозрачную бесцветную пленку с хорошими показателями паропроницаемости. Они пожаробезопасны и обладают антисептическими свойствами.

5. Армокрил-А.

Средство глубокого проникновения изготавливается на основе полиакрилатов, и по сути представляет собой импрегнирующий лак. Отлично подходит для пигментированных изделий вроде облицовочного искусственного камня, тротуарной плитки и секционных заборов, поскольку предотвращает выцветание краски на их поверхности.

Армокрил имеет приятный «побочный эффект»: он укрепляет и обеспыливает бетонные основания, упрочняет цементные швы в кирпичной кладке. Инструкция по применению предписывает нанесение лака в два слоя с перерывом в 12 ч. Общий расход зависит от фактуры поверхности, но обычно не превышает 210-260 мл/м2. Сам Армокрил стоек к воздействию щелочей, кислот и продуктов нефтепереработки.

6. Alpa Polyfluid.

Глубоко проникающий гидрофобизатор, в состав которого входят не только синтетические смолы, но и фунгицидные добавки, а также антифриз. Предназначен для защиты пористых и уже слегка потрескавшихся поверхностей, может наноситься кистью или использоваться для инъектирования проблемных зон. Функционирует по принципу пенетрирующих жидкостей, то есть кристаллизуется в порах и капиллярах бетона при участии влаги. Отчасти из-за этого цена французского средства выше других. Полифлюид отличается средним расходом (около 0,2-0,3 л/м2) и позволяет приступить к работе уже через 4 ч.

Особенности применения

Любая гидрофобная добавка в бетон вводится в сам раствор на стадии его приготовления. Здесь нужно только правильно рассчитать ее количество на общий объем смеси, следуя инструкции на упаковке. С водоотталкивающими покрытиями работают иначе. Для нанесения своими руками можно выбрать любой удобный инструмент: валики, кисти или краскопульт. Накрашивание обычно выполняется в несколько этапов до тех пор, пока гидрофобизатор не перестанет впитываться. После этого его оставляют на сутки для высыхания. Дальше можно окрашивать, но если вы выбрали состав на силиконовой основе, сделать это уже не удастся.

Перед началом работ просмотрите руководство по применению на упаковке. Гидрофобизирующие покрытия могут отличаться друг от друга принципом нанесения: на влажную или сухую поверхность. К первым обычно относятся пенетрирующие составы, которым вода нужна для запуска химической реакции с компонентами бетона и закупорки его пор нерастворимыми кристаллами. На сухое основание накладываются пленкообразующие смеси, неспособные проникнуть слишком глубоко.

Стоимость

НазваниеФасовкаЦенаСтоимость 1 л, рубли
Аквасил5 л1850370
Спектр 1235 л1550310
Типром-У5 л1820364
Кристаллизол Монолит15 кг4000267
Армокрил-А15 л4875325
Alpa Polyfluid5 л2700540

stroitel-lab.ru

Гидрофобизатор для кирпича как защита от намокания

Зачастую после возведения дома возникают типичные сложности – материал, из которого выстроены стены сильно впитывают влагу, в результате заморозков поверхность подвергается разрушению. Данную задачу поможет решить гидрофобизатор для кирпича. Это один из вариантов обработки стройматериала, способный повысить степень морозостойкости, водонепроницаемости и улучшить показатель термодинамики. В целом, продукт позволяет увеличить эксплуатационный срок стройматериала в несколько раз.

Впервые гидрофобизаторы появились на рынке 40 лет назад и с того момент активно набирают популярность в строительной сфере. Первые модификации обладали большим количеством недостатков, в том числе воспламеняемость, необходимость регулярного обновления защитного слоя, кратковременный эффект. Благодаря современным разработкам, новые модификации жидкости уже давно лишены данных проблем.

Содержание

Что это такое и для чего применяют

Долговечность любой постройки зависит от самых разных факторов, но первым «врагом» можно назвать атмосферные явления. Речь идет в большей степени именно о влаге, капли которой проникают в пористую структуру материала, при наступлении холодов замерзают, расширяясь в размерах, и постепенно разламывают его. Из года в год процесс циклично повторяется и в итоге даже самые прочные изделия лопаются, отслаиваются и разрушаются. Это касается как монолитных конструкций, так и кирпичей, чья структура слишком пористая, чтобы пренебречь фактором защиты.

Так кирпич постепенно разрушается от влажности — процесс долгий, но необратимый

Строители для этих целей используют 2 способа:

  • гидроизоляция;
  • гидрофобизация.

Несмотря на созвучность и общую цель, эти способы отличаются друг от друга. Гидроизоляция – покрытие основы паро- и водонепроницаемым материалом (минеральная вата, пенопласт и т.д.) либо покрытие вязким раствором, полностью блокирующим попадание воды в поры.

Принцип гидроизоляции хорошо изложен в статье «Гидроизоляция фундамента – пошаговая инструкция».

Гидрофобизация — резкое принудительное снижение способности изделий, предметов и материалов впитывать влагу при сохранении воздухо-, газо- и паропроницаемости.

Гидрофобный раствор, которым покрывают поверхности, не является в чистом виде водоотталкивающим, поскольку капли воды не отталкиваются а, наоборот, слабо притягиваются и стекают вниз, при этом молекулы раствора прочно удерживаются на поверхности.

Гидрофобизация: до и после

В основе таких растворов соли жирных кислот, молекулы меди, алюминия и циркония, ПАВы, алкилсиликонаты калия, соединения кремния и фтора и т.д. Все это в комплексе обеспечивает тончайшее покрытие, защищающее от намокания.

Как часто необходимо проводить обработку

Гидрофобный раствор для силикатного кирпича или любого другого, выпускается в виде жидкой смеси. Производить обработку построения следует один раз в 10 лет. Этого будет вполне достаточно, чтобы поверхность сохранила изначальный внешний вид. Также пропитка защитит структуру камня от появления грибковых образований и высолов, улучшив эксплуатационные свойства стройматериала.

Влагоустойчивая смесь функционирует по принципу лака, однако применять ее можно как для обработки древесного материала, так и для бетонных блоков, керамики, камня.

ВИДЕО: Какой способ лучше защищает – герметизация, гидрофобизация или гидроизоляция

Преимущества водоотталкивающих растворов

Пользователи оставляют на различных форумах множественные положительные отзывы. Гидрофобизатор для кирпича используется в процессе внутренних работ в помещении, а изделие, в состав которого входит органический растворитель, предназначается для обработки фасадов.

Вне зависимости от составляющих компонентов, жидкость не имеет каких-либо характерных запахов, оттенков, но при всем этом обладает высокой степенью отталкивания влаги. Смесь, после нанесения, впитывается в структуру стройматериала на глубину 20мм, где создает защитную оболочку. Слой не позволяет атмосферным осадкам, конденсату и другого рода влажности, впитываться в стройматериал. При попадании дождя на обработанную кладку он просто скатывается, не задерживаясь на ее поверхности.

Капли воды притягиваются и собираются в более крупные фрагменты, которые просто скатываются с поверхности

Обработка кирпича раствором не дает дому частично потемнеть, что защищает его от ухудшения внешних параметров с течением времени. Окружающие факторы с годами поражают структуру строительного изделия, занося в поры пыль и влагу. Это значительно меняет технические особенности самого здания, цвет стен и общий вид фасада.

Гидрофобизацию можно проводить непосредственно на древесных элементах. Метод не только послужит препятствием перед потемнением дерева, но и противодействует гниению.

Также водоотталкивающая жидкость предназначается для обработки участков блока с открытой стальной арматурой, поскольку не провоцирует возникновение коррозии.

Метод обработки кирпича гидрофобизатором выделяется хорошей атмосферной устойчивостью, он препятствует деформации стройматериалов. При всем этом, компонент не теряет своих эксплуатационных свойств при повышенной температуре.

Разновидность пропиток и предназначение

Специализированные магазины предоставляют широкий сортамент разнообразных смесей, предназначенных для защиты сооружений от проникновения влаги. Поэтому купить жидкость можно как из бюджетной категории, так и из дорогостоящей.

Водоотталкивающая пропитка

Чтобы определиться, какой лучше приобрести материал, следует изучить его основные подразделения, которые отличаются составом и эксплуатационными особенностями.

Силоксил

Производится на основе отечественных разработок. Защитный слой создается благодаря кремнийорганическому соединению. Основным компонентом средства является вода, остальные составляющие не имеют запаха и цвета. Состав не содержит растворительных веществ, не токсичен и огнестойкий. Обработка смесью осуществляется при помощи механического распылителя, валика или большой кисти.

Аквасил

Современная серия средства, изготовленного на основе силиконового элемента, соды и воды. Данная модификация отличается экологичностью, огнеупорной функцией, технологичностью и безопасностью. Используется для отделки бетонного сооружения, керамических блоков, дерева.

Гидрощит-Супер

Применяется в среде, где присутствует регулярная повышенная влажность. Состав включает антисептические добавки противодействующие грибку. При нанесении хорошо распределяется по поверхности и пластифицируется.

ГСК1, ГСК2

Универсальная смесь защитного предназначения наносится практически на все виды строительных материалов. Требует регулярного обновления через каждые 10 лет. Используется для внутренних работ и отделки фасада. Обладает небольшим расходом, на 1 кв.м потребуется всего 1 л средства.

Ceresit

Изделие германского производителя обладает свойством глубокого проникновения до 5 мм, что позволяет заделать микротрещины в самой кладке. При нанесении на слой грунтовки расход не превысит 400 гр. на 1 кв.м.

В обработке могут возникнуть сложности, так как раствор полностью прозрачный — старайтесь не пропускать даже небольших участков

Из недостатков обработки кирпича гидрофобизатором следует выделить прозрачность эмульсии. С одной стороны это преимущество, но когда дело касается обработки поверхности, то возникают трудности, при кратковременной остановке можно ошибиться с областью, где уже наносилась смесь.

Технология применения силиконовых растворов

Существует несколько техник нанесения состава.

  1. Поверхностная гидрофобизация

Стандартный способ, при котором рабочая поверхность обрабатывается заранее подготовленным раствором. Это можно делать валиком, кистью или посредством распыления, на качество это не влияет. Самое главное, чтобы поверхность была покрыта полностью и не оставалось «пробелом».

Небольшие конструктивные элементы рациональнее окунать в жидкость, чтобы добиться максимального покрытия.

Как правило, применяется еще на стадии изготовления строительных материалов, но также может включать этап и поверхностного нанесения уже на объекте или еще на заводе. Если речь идет о кирпичах, пено- или газобетоне, то ГФ вводится в воду, которую подмешивают к цементу и песку.

Введение инъекционным способом слабоконцентрированного вещества. Этот метод, как правило, выступает в качестве дополнительного к объемной или поверхностной пропитке.

Правила применения

Для получения качественного защитного слоя необходимо следовать следующей инструкции:

  • В первую очередь нужно произвести чистку обрабатываемой поверхности, устранить все скопления грязи и пыли.
  • Устранить микротрещины и другие дефекты.
  • Подготовить смесь, переместить в удобную емкость и перемешать, до получения однородной консистенции.
  • Наносить средство следует при помощи валика или кисти до тех пор, пока поверхность не перестанет интенсивно впитывать раствор.

Временной предел процесса впитывания после обработки кирпича гидрофобизатором может варьироваться в пределах от 20 минут до 24 часов.

ВИДЕО: Обзор характеристики кирпичей после обработки гидрофобизатором

nagdak.ru

Водоотталкивающие пропитки и гидрофобные покрытия для кирпича и бетона

Гидрофобная пропитка для бетона делает основания более устойчивыми к воздействию воды, растворов солей, повторяющимся циклам замораживания и оттаивания. При этом основание сохраняет свою паропроницаемость, что немаловажно для долговечности и сохранения внешнего вида поверхности.

Составы «Гидрозо» эффективно защищают фасады из бетона, штукатурки, кирпича, декоративной керамики от воздействия внешних факторов, надолго сохраняют их прочность и защищают от загрязнений.

Цена на гидрофобизирующую пропитку для бетона

Цена на гидрофобизирующую пропитку для бетона зависит от её состава и технических характеристик. Специалисты компании «Гидрозо» помогут рассчитать нужный объём пропитки и её стоимость.

Мы предлагаем водонепроницаемую пропитку для бетона разных механизмов действия:

  • Маногард 237 — водная эмульсия на основе кремнийорганических смол, применяющаяся как эффективная водопроницаемая пропитка для бетона и других минеральных оснований. Защищает поверхности от образования солевых отложений, негативного воздействия солевых растворов и влаги, разрушения в результате циклов замораживания и оттаивания.
  • Маногард 230 — силановая гидроизоляционная пропитка для бетона глубокого проникновения, содержащая органический растворитель. Благодаря малой вязкости она легко проникает в поверхностный слой строительных материалов и образует химические связи со внутренней оболочкой пор. Бетон приобретает такие свойства как гидрофобность и морозостойкость, становится устойчив к воздействию воды и растворов солей.

Применение водоотталкивающей пропитки для бетона и условия её нанесения

Водоотталкивающая пропитка для бетона применяется для защиты фасадов, полов, заборов, стен. Не рекомендуется покрывать поверхности в дождь, или когда осадки ожидаются в течение суток. Наносить средство следует в температурных границах от +5 до +30˚ C. Расход вещества составляет от 200 до 700 мл на квадратный метр.

Как купить гидрофобную пропитку для бетона производства компании «Гидрозо»

Купить гидрофобную пропитку для бетона можно несколькими способами:

  • оставив заявку со своими координатами на сайте;
  • позвонив по номеру центрального офиса в Москве или ближайшего к вам филиала;
  • написав на электронную почту.

Тара, в которую упаковывается продукция: Маногард ПСМ – канистра массой 10 кг; Маногард 237 – канистра пластиковая объёмом 25 л, бочка 200 л; Маногард 230 – канистра 5 л, ведро 25 л, пластиковая бочка 200 л.

какой лучше, обзор марок, цены

При любых монтажных и наружных отделочных работах гидрофобизация кирпича или бетона является обязательной. Это надежная защита искусственного камня от избыточного впитывания влаги, которая повышает его морозостойкость и продлевает срок службы строительных конструкций. И чем выше пористость материала, тем больше он нуждается в такой обработке.

Оглавление:

  1. Когда применяются гидрофобизаторы?
  2. Описание продукции популярных марок
  3. Нюансы использования
  4. Расценки за 1 л

В каких случаях нужны гидрофобизаторы?

Водоотталкивающие составы делят на две основные группы: объемные и поверхностные. К первой относятся различные добавки, которые своими руками вводятся в бетонный раствор на стадии его приготовления. Они повышают класс водонепроницаемости монолита, уплотняют и упрочняют его, препятствуют появлению белых высолов.

Вторая категория – это пленкообразующие и проникающие гидрофобизаторы, которые можно использовать для защиты готовых ЖБИ, кирпичной кладки, декоративной облицовки, черепицы и пр. После нанесения они создают на поверхности тонкий водонепроницаемый слой. Время от времени такое покрытие придется подновлять, но это дешевле, чем впоследствии реставрировать конструкции своими руками.

Для максимально надежной защиты специалисты рекомендуют комбинировать оба способа гидрофобизации. Причем желательно выбирать не универсальные составы, а те, что предназначены для конкретных материалов и условий эксплуатации. Производители сегодня предлагают формулы, которые можно использовать и как добавки в раствор, и для нанесения на поверхность.

Гидрофобизаторы востребованы там, где искусственный камень испытывает разрушительное воздействие различных жидкостей:

  • Кирпичные стены домов и облицованные фасады.
  • Заборы, отмостка, бордюры, тротуарная плитка.
  • Приемные лотки водостоков, колодцы, септики, чаши бассейнов.
  • Бетонированные площадки парковок, цехов, лабораторий и пр.

Обзор популярных марок

При выборе гидрофобизаторов необходимо ориентироваться на сферу их применения: то, что годится для тяжелых бетонов, не всегда эффективно работает на газоблоках с их высокой пористостью. Важно учитывать и степень воздействия влаги на саму конструкцию, чтобы не тратиться зря на дорогие составы.

1. Аквасил.

Концентрированный препарат на порядок уменьшает водопоглощающую способность тяжелых и пористых бетонов и в 30 раз улучшает аналогичные показатели для кирпича. В то же время формула обеспечивает упрочнение монолита примерно на треть от первоначальной марки. Низкощелочная смесь является пожаробезопасной и стойкой – повторное нанесение понадобится не раньше, чем через 10 лет.

После разведения концентрата в соотношении 1:10 расход Аквасила составляет около 250-500 мл/м2. Это универсальный гидрофобизатор, который можно использовать как для улучшения характеристик раствора (вводится до 0,5% от веса цемента), так и для поверхностного нанесения. Во втором случае водоотталкивающие свойства проявляются уже через 2 ч после пропитки.

2. Спектр 123.

Концентрированная эмульсия для плотных изделий защищает не только сам цементный камень от внешних воздействий, но и арматуру, а также закладные металлические детали ЖБИ. Спектр 123 отлично борется с плесенью и вредными микроорганизмами, а эффект гидрофобизации становится заметен уже через 20 ч после применения.

Концентрированная силиконовая смесь разводится в соотношении 1:4 или 1:3, если предстоит работать с пористыми основаниями. Наносится только на сухую поверхность при плюсовой температуре. Глубина проникновения в толщу – 3-10 мм, средний расход составляет 0,15-0,3 л/м2.

3. Типром-У.

По своим основным характеристикам похож на уже рассмотренный Аквасол: тот же кремнийорганический концентрат, использующийся и в растворах, и как поверхностная защита пористых материалов. Хорошо показывает себя как грязеотталкивающий состав, избавляет кирпичную кладку от появления высолов. Однако есть у него и ограничения по применению: в своей инструкции производитель не рекомендует Типром-У для невпитывающих плоскостей, постоянно контактирующих с водой.

Состав проникает в толщу бетона на глубину до 35 мм, закупоривая внутренние капилляры. Кроме того, он легко отталкивает не только воду, но и наледь, что позволяет использовать его для обработки тротуарной плитки. Раствор наносится в несколько слоев с временными промежутками (не более 10 мин) до прекращения впитывания. Расход – 150-300 мл/м2.

4. Кристаллизол.

Под этой маркой выпускается целое семейство различных узкоспециализированных гидрофобизаторов для бетона – каждый для своей сферы применения.

Самые популярные из них:

  • Монолит – формула для объемной гидрофобизации. Увеличивает марку по водонепроницаемости на 5 классов, не вступая в «конфликт» с пластификаторами и антифризами.
  • Кристаллизол W12 – обеспечивает монолиту высокую влагостойкость до 1,2 атм и увеличивает количество циклов заморозки до F.

Поверхностные гидрофобизаторы этой марки производятся на водной основе, и потому образуют на бетоне лишь прозрачную бесцветную пленку с хорошими показателями паропроницаемости. Они пожаробезопасны и обладают антисептическими свойствами.

5. Армокрил-А.

Средство глубокого проникновения изготавливается на основе полиакрилатов, и по сути представляет собой импрегнирующий лак. Отлично подходит для пигментированных изделий вроде облицовочного искусственного камня, тротуарной плитки и секционных заборов, поскольку предотвращает выцветание краски на их поверхности.

Армокрил имеет приятный «побочный эффект»: он укрепляет и обеспыливает бетонные основания, упрочняет цементные швы в кирпичной кладке. Инструкция по применению предписывает нанесение лака в два слоя с перерывом в 12 ч. Общий расход зависит от фактуры поверхности, но обычно не превышает 210-260 мл/м2. Сам Армокрил стоек к воздействию щелочей, кислот и продуктов нефтепереработки.

6. Alpa Polyfluid.

Глубоко проникающий гидрофобизатор, в состав которого входят не только синтетические смолы, но и фунгицидные добавки, а также антифриз. Предназначен для защиты пористых и уже слегка потрескавшихся поверхностей, может наноситься кистью или использоваться для инъектирования проблемных зон. Функционирует по принципу пенетрирующих жидкостей, то есть кристаллизуется в порах и капиллярах бетона при участии влаги. Отчасти из-за этого цена французского средства выше других. Полифлюид отличается средним расходом (около 0,2-0,3 л/м2) и позволяет приступить к работе уже через 4 ч.

Особенности применения

Любая гидрофобная добавка в бетон вводится в сам раствор на стадии его приготовления. Здесь нужно только правильно рассчитать ее количество на общий объем смеси, следуя инструкции на упаковке. С водоотталкивающими покрытиями работают иначе. Для нанесения своими руками можно выбрать любой удобный инструмент: валики, кисти или краскопульт. Накрашивание обычно выполняется в несколько этапов до тех пор, пока гидрофобизатор не перестанет впитываться. После этого его оставляют на сутки для высыхания. Дальше можно окрашивать, но если вы выбрали состав на силиконовой основе, сделать это уже не удастся.

Перед началом работ просмотрите руководство по применению на упаковке. Гидрофобизирующие покрытия могут отличаться друг от друга принципом нанесения: на влажную или сухую поверхность. К первым обычно относятся пенетрирующие составы, которым вода нужна для запуска химической реакции с компонентами бетона и закупорки его пор нерастворимыми кристаллами. На сухое основание накладываются пленкообразующие смеси, неспособные проникнуть слишком глубоко.

Стоимость

НазваниеФасовкаЦенаСтоимость 1 л, рубли
Аквасил5 л1850370
Спектр 1235 л1550310
Типром-У5 л1820364
Кристаллизол Монолит15 кг4000267
Армокрил-А15 л4875325
Alpa Polyfluid5 л2700540

Гидрофобные растворы — Энциклопедия по машиностроению XXL

Коллоидные растворы делятся на лиофобные и лиофильные (гидрофобные и гидрофильные, если растворитель — вода). В гидрофобных растворах коллоидные частицы не соединяются с молекулами воды в гидрофильных растворах они гидролизу-  [c.461]

Увеличение влажности газа ОНГКМ обусловливает необходимость подбора и применения для скважин и шлейфов хорошо диспергируемых в воде или водорастворимых ингибиторов, обладающих повышенными летучестью и эффектом последействия. Необходимо также использовать защитное свойство углеводородного конденсата, выпадающего вместе с водой в процессе движения газа по трубопроводам и препятствующего контакту воды с металлом. Углеводородный конденсат в присутствии ингибитора образует на поверхности трубопровода гидрофобный слой, повышая защитное действие реагента. Повышается эффект защиты от коррозии насосно-компрессорных труб, шлейфов и коллекторов при поддержании в них скорости газоконденсатного потока не менее 3 м/с для создания кольцевого режима, при котором углеводородным конденсатом или ингибиторным раствором омывается вся внутренняя поверхность трубопровода.[c.231]


Описанные выше композиции предохраняют кожу и от липких веществ. Нередко приходится защищать ее и от действия воды или водных растворов. Например, у некоторых кожа настолько чувствительна, что реагирует на бытовые моющие средства. Здесь на помощь могут прийти перчатки, изготавливаемые на водоотталкивающей основе. В аптеках сейчас легко купить так называемый силиконовый крем, основным компонентом которого является кремнийорганический полимер — силикон, способный придавать коже гидрофобные (водоотталкивающие) свойства. Можно использовать для этой цели и пасту ИЭР-2  [c.89]

Эта длинноцепочечная часть молекулы является неполярной и имеет гидрофобные свойства, благодаря чему она выталкивается из воды. Вторая часть молекулы, также одновалентный радикал СООН, является полярной группой и обладает гидрофильными свойствами, благодаря чему она утоплена (растворена) в воде. Поэтому молекула мыла располагается перпендикулярно к поверхности воды, так, что гидрофильная часть находится в воде, а гидрофобная выталкивается из нее, т. е. выступает из воды, образуя частокол .  [c.23]

Катион-активные ПАВ имеют длинноцепочечную гидрофобную часть молекулы, которая приобретает в водном растворе положительный заряд, как, например, четвертичные соли аммония. Эти ПАВ применяются при мойке изделий мало они известны своими бактерицидными свойствами.  [c.30]

Для придания гидрофобных свойств — устойчивости по отношению действия воды и различных водных растворов — в состав бумаги и картона вводят проклеивающие вещества, чаще всего канифоль (абиетиновую кислоту), а также парафин, жидкое стекло, крахмал и различные синтетические смолы и латексы. При проклейке применяют сернокислый алюминий.  [c.313]

Нейтрализующие амины по понятным причинам не защищают металл от действия кислорода. При высоких концентрациях углекислоты в паре защита от углекислотной и кислородной коррозии конденсатопроводов отопительных котельных (обычно низкого давления) достигается применением аминов с длинной боковой цепью (содержание в составе молекулы не менее 12—18 атомов углерода), которые называют пленкообразующими. Эти амины адсорбируются поверхностью металла и делают ее гидрофобной, т. е. несмачиваемой водой, чем и обеспечивается защита металла от коррозии (прекращение доступа электролита). Дозировка этих аминов не зависит от содержания СО2 и составляет обычно 2 мг/кг пара. Пленкообразующие амины не растворяются в воде и дозируются в виде эмульсии в барабан котла или непосредственно в паропровод. Часто применяют не сами амины, а их ацетаты (уксуснокислые соли), обладающие лучшей растворимостью и образующие особенно стойкие эмульсии с водой. Вводятся эти амины обычно насосами-дозаторами. Во время первого периода обработки применяют повышенную дозировку амина, пока не образуется адсорбционная пленка на поверхности металла затем дозировку снижают и расходуют амин только на поддержание указанной защитной пленки.  [c.400]


В случае необходимости создания гальванических или химических покрытий порошковые детали с пористостью более 10% предварительно подвергают специальной обработке, предотвращающей проникновение электролита в поры и объемную коррозию материалов. Сначала деталь обезжиривают в бензине, а затем сушат и пропитывают 10 %-ным раствором кремнийорганической гидрофобной жидкости под названием продукт 136-41 (старое наименование ГКЖ-94) в бензине. После этого нагревают деталь при 120- 140 °С в течение 1 ч. обеспечивая полимеризацию раствора, в результате которой образуется тончайшая пленка, закрывающая поры. Перед нанесением покрытия поверхность детали очищают песком или дробью.  [c.18]

Так происходит коагуляция гидрофобных золей, обусловленная адсорбцией ионов и созданием двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частичек. Их устойчивость в растворе определяется гидратацией ионов и влиянием зарядов поверхности на ориентированную адсорбцию дипольных молекул воды. Эти гидратные слои полностью зависят от ионных взаимодействий и при электролитной коагуляции не препятствуют слипанию частичек.  [c.64]

Кроме того, установлено, что из воды хорошо сорбируется активным углем гидрофобные вещества, т, е. плохо растворимые в ней и слабо гидратирующиеся в растворах (слабые органические электролиты, фенолы и др.). Менее эффективно сорбируются активным углем более сильные органические электролиты и многие органические ациклические соединения (карбоновые кислоты, альдегиды, кетоны, спирты).  [c.343]

Наличие подобных зависимостей связывается с экранирующим (блокировочным) действием такого рода ингибиторов, причем углеводородные радикалы, обладающие гидрофобными свойствами обычно направлены в сторону раствора и отталкивают воду и частицы агрессивной среды от поверхности металла. При этом, наряду с гидрофобностью, эти группы обеспечивают экранирование значительных участков поверхности.  [c.43]

Недостатком летучих замедлителей коррозии является прекращение их защитного действия после удаления их иаров из атмосферы, окружающей металл, и в особенности в условиях многократного обмена воздуха. Летучие замедлители коррозии можно применять либо в порошкообразном виде (в этом случае их помещают внутри изделий или аппаратов), либо в виде раствора, наносимого методом распыления (в закрытых помещениях). Из летучих замедлителей коррозии наибольшее применение нашли морфолин п дициклогексиламин. Эти замедлители эффективны и при высоких температурах, имеют высокую упругость пара, обладают гидрофобностью и поэтому способствуют созданию иа поверхности металла гидрофобной иленки. Нашли также применение в качестве летучих замедлителей коррозии нитрит дициклогексиламина, нитрит дициклогексиламмония и карбонат цик. югексиламмония. Летучим замедлителем коррозии является также бензоат натрия, который применяется для пропитки упаковочной бумаги, и др.  [c.317]

Для повьпиения защитной способности покрытий их обрабатывают различными составами, заполняющими структурные или случайные поры. Обработка хромового покрытия в пропитьтающих жидкостях при повышенных температурах (383—393 К) способствует удалению влаги из пор и повышению защитной способности хромовых покрытий. В качестве пропитьтающих составов используют пассивирующие растворы (нитраты, фосфаты, хроматы), ингибированные смазки (АМС-3, К-17), полимеризующиеся или поверхностно-активные вещества (льняное масло, клей БФ, гидрофобная кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94, фторопласт, полиэтилен и др. ).  [c.110]

Для определения os б можно пользоваться зависимостью скорости прохождения рабочего раствора ингибитора через бумагу от степени ее гидрофобности, определяемой различными методами. Логарифмирование указанной зависимости дает на графике прямую линию, продолжение которой до пересечения с осями координат определяет две точки, одна из которых соответствует os б = + 1 (полная смачиваемость), другая — os 6 = 0 (полная несмачивае-мость). Значение os б любой реальной бумаги-основы лежит между этими двумя крайними значениями, и краевой угол смачивания для нее может быть определен исходя из степени ее гидрофобности и закона распределения os б от +1 до 0.  [c.151]


Для защиты строительных конструкций и сооружений рекомендуют применять 10 %-ную водную эмульсию ГКЖ-94, наносимую на поверхность напылением или кистью с последующей сушкой в течение 5…7 сут. Образующаяся гидрофобная пленка препятствует сохранению влаги и лишает гриб условий для его жизнедеятельности. Для защиты поверхностей ЛКП используют аналогичные растворы ГКЖ-94 в уайт-спирите, а для дополнительной защиты покрытий на основе ПВАД или строительных сооружений, обработанных растворами извести и мела, применяют эмульсии и рас-  [c.100]

Возможность ингибирования растворения некоторых металлов и кальцита в водных растворах серной и соляной кислот путем добавления в электролит небольших количеств поверхностно активных веществ ( пассиваторов ) была показана еще в тридцатые годы [26]. Было установлено интенсивное влияние жирных и ароматических кислот, причем механизм их действия был различным на металлах и кальците. На металлах (гидрофобная поверхность) ингибирование электрохимического растворения носило адсорбционный характер. В случае кальцита (гидрофильная поверхность) действие поверхностно активных веществ связано с сильным понижением смачиваемостц кристалла образующиеся на его гранях пузырьки углекислого газа прочно прилипают к поверхности, уменьшая ее действующую площадь ( флотационное пассивирование ).[c.155]

Поверхность неметаллического материала (например, пластмассы) следует перевести из гидрофобного состояния (водоотталкивающего) в гидрофильное (смачиваемое водой) и обеспечить микровыравнивание шероховатой поверхности растворителем и (или) кислотным травлением. Затем поверхность необходимо катализировать палладием в растворе хлористого палладия и тщательно промыть перед нанесением медного или никелевого покрытия.  [c.84]

Два основные свойства пластмасс препятствуют нанесению на них металлических покрытий 1) отсутствие электропроводимости и 2) гидрофобность (водоотталкивание), затрудняющая их обработку в водно-химических растворах.  [c.100]

На рис. 7 схематически изображен адсорбированный слой молекул мыла на границе мыльный раствор—воздух. Молекула мыла показана в виде кружочка с черточкой. Кружок изображает гидрофильную часть молекулы, а черточка — гидрофобную длиноцепочечную углеводородную часть.[c.23]

Гидрофобирующие жидкости на основе водно-спиртовых растворов алкил-силиконатов натрия ГКЖ-Ю и ГКЖ-11 (МРТУ 6-02-271—63) плотностью 1,2 г/см и ГКЖ-ИФ (МРТУ 6-02-322—65) плотностью 1,17—1,21 г/см Товарная их концентрация 30%, рабочая 3—5%. Они понижают температуру замерзания воды и уменьшают сцепление льда с бетоном. Применяют для придания гидрофобных свойств тканям, стеклянному волокну, бетону и керамике.  [c.472]

Применяют в основном в качестве средства от коррозии в смеси с минеральными маслами. Кроме того установлено, что при воздействии амнноспиритом на ланолин, получается продукт, дающий коллоидные растворы ланолина в воде. Использование эмульсии из этого коллоидного вещества в качестве моющего средства дает хорошие результаты, кроме того на металле образуется прочно сцепленная гидрофобная пленка, которая препятствует проникновению к металлу агрессивных агентов.  [c.67]

Портландие-мент. гидрофобный портландцемент, пластифицированный портландцемент, бы-стротвердеюишй портландцемент /7. Для бетонны х и железобетонных над ем кых и подводных конструкций ортландце меит Л Для строительных растворов с введением для экономии цемента извести, глины и других молотых наполнителей Для конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных вод, без специальных мер защиты  [c.1014]

На гидрофобность мономолекулярных слоев влияние оказывает величина pH растворов, из которых на металлическую поверхность наносится пленка амина. Особенно возрастает гидрофобность при pH >7. Гндрофобизирующие свойства аминов увеличиваются с ростом углеводородной цепи и максимальны у октадециламина.  [c.141]

Адсорбция ПАВ при малой объёмной концентрации носит мономолекулярный характер (см. Мономолеку-лярный слой) и сопровождается возникновением поверхностного давления. Кинетика адсорбции определяется скоростью диффузии и для нек-рых ПАВ спецн-фич. энергетич. барьером адсорбции, связанным с молекулярным строением ПАВ. Равновесная мономоле-кулярная адсорбция одного ПАВ описывается ур-ниеи Ленгмюра 0 =/сс/(1/сс), где 0 — степень заполнения монослоя, с — концентрация ПАВ в объёмной фазе, к — постоянная для данного вещества величина. На межфазной границе молекулы ПАВ располагаются так, что гидрофильная группа остаётся в фазе, состоящей из полярных молекул. При адсорбции из водных растворов большую роль играет гидрофобный эффект — стремление воды к ликвидации внутр. полостей и выталкиванию гидрофобных тел, обусловленное межмолекулярным взаимодействием и структурой воды. Благодаря гидрофобному эффекту липофильные углеводородные или фторуглеродные цепи молекул ПАВ выталкиваются из водного раствора в воздух, соседнюю жидкую фазу из неполярных молекул или прижимаются к поверхности твёрдого тела. На границе раствор — воздух цепи ориентируются при малых 6 горизонтально, при больших — вертикально.  [c.647]

Жидкости ДС-510 — прозрачные термостабильные продукты, сохраняюш,ие текучесть при очень низких температурах. Выпускаются они четырех стандартных вязкостей (табл. XII.2) [24]. Наиболее тяжелые из этих жидкостей при 25° имеют вязкость 1000 сст. Могут быть получены и еще более вязкие жидкости. Жидкости, имеющие вязкость при комнатной температуре 50—100 сст, могут применяться в интервале температур от —60 до 204° С. Все жидкости ДС-510 в широком интервале нагрузок обладают высокой механической стабильностью и в широком интервале температур и частот сохраняют очень хорошие диэлектрические свойства. Они гидрофобны, инертны к воздействию многих газов, солей, растворов щелочей и кислот.  [c.270]

Органосиликатные покрытия, состоящие из растворов полимеров и силикатных и окисных компонентов, имеют высокую нагревостойкссть, высокие электроизоляционные свойства и вибростойкость, обладают гидрофобно-242  [c.242]


Доставленная из электролизного цеха пена подвергается магнитной сепарации для извлечения железных предметов, дробится в щековой дробилке и далее поступает на мокрое измельчение в шаровую мельницу. Основной составляющей помола являются частицы класса —0,075 мм, содержание которых достигает 80—90 %. Полученный продукт подвергается флотации, которая основана на свойстве несмачивающихся водой (гидрофобных) материалов прилипать к находящимся в растворе пузырькам воздуха. Гидрофобность материала может быть усилена введением в раствор флотореагентов (керосин, сосновое масло, скипидар), которые, попадая на поверхность гидрофобных частиц, еще более ухудшают их смачиваемость водой, и с пузырьками воздуха эти частицы выносятся на поверхность пульпы. Чем мельче гидрофобные частицы, тем эффективнее идет процесс флотации.  [c.380]

Наибольшее применение в очистных процессах нашли коллоидные (мылоподобные) ПАВ. В водных растворах коллоидные ПАВ имеют высокую поверхностную активность, они способны образовывать коллоидные агрегаты — мицеллы. Причиной мицеллообразования является наличие в молекулах сильнополярной фуппы и гидрофобного радикала. Эта способность проявляется при пороговой концентрации ПАВ. Образование мицелл при критической концентрации мицеллообразования (ККМ) приводит к резкому изменению очистных свойств растворов ПАВ, при этом меняются плотность, электрическая проводимость, поверхностное натяжение и моющее действие этих растворов. Величина ККМ зависит от вида ПАВ, наличия в растворе ш,елочных добавок и температуры раствора. Для различных ПАВ значения ККМ составляют 1… 10 г/л.  [c.95]

Водные растворы коллоидных ПАВ при концентрации выше ККМ способны поглощать значительное количество нерастворимых в воде веществ с образованием прозрачных, не расслаивающихся со временем растворов. Этот процесс называется коллоидным растворением, или солюбилизацией. Явление солюбилизации объясняется способностью мицелл ПАВ поглощать гидрофобными углеводородными радикалами молекулы веществ, нерастворимых в воде.  [c.95]

Вода, обладающая большим поверхностным натяжением, не смачивает гидрофобные загрязнения, а стягивается в отдельные капли. Растворение в воде очистного средства уменьшает поверхностное натяжение раствора, что приводит к проникновению его в трещины и загрязнения. Капиллярное и расклинивающее действия раствора приводят к разрушению загрязнений. Отколовшиеся фязевые частицы переходят в раствор. Молекулы ПАВ адсорбируются на загрязнениях и очищенной поверхно-  [c.95]

Органические растворители обладают незначительным поверхностным натяжением и способностью растворять находящиеся на поверхностях загрязнения, образуя однофазные растворы переменного состава. Полученные растворы содержат не менее двух компонентов. Эти очистные среды должны обладать высокой растворяющей способностью,- не-токсичностью, пожаробезопасностью и нейтральностью по отношению к материалу очищаемой поверхности. Кроме того, растворители должны быть стабильными при их регенерации. Важные характеристики растворителей — летучесть, температура кипения и вспышки. Углеводородные растворители принадлежат к неполярным гидрофобным веществам, их применяют для растворения неполярных и слабополярных загрязнений масел, жиров, простых эфиров и битумов.  [c.97]

ЭХГ и ЭЭУ на основе ТЭ со свободным электролитом [17—19]. Разработано несколько типов ЭХГ на основе ТЭ со свободным электролитом. В элементах фирмы Юнион Карбайд (США) используются ТЭ с гидрофобными угольными и платиновыми катализаторами (менее 10 г/м 5 на аноде и оксидными катализаторами на катоде. Запорным слоем у электродов служит слой пористого никеля. Электролитом служит раствор КОН. Воздушно-во-дородные ЭХГ мощностью 32—90 кВт входили в состав ЭЭУ для автофургона. Запас водорода и кислорода в жидком состоянии обеспечивал пробег 160—240 км. Общая масса ЭЭУ 1480 кг Кислород-но-водородный ЭХГ входил в состав ЭЭУ для четырехместного легкового автомобиля. Водород хранился в баллонах и обеспечивал выработку 33 кВт ч электроэнергии (пробег 320 км). Кроме ЭХГ и системы хранения водорода, ЭЭУ имела блок свинцовых аккумуляторов емкостью 4 кВт ч.  [c.533]


Гидрофобизатор для силикатного кирпича: какой лучше

Вода – это жизнь на Земле. Она питает почву, даря жизнь растениям. Благодаря капиллярному эффекту, влага поднимается к самому верхнему листочку самого высокого дерева, проникает в самую глубь кирпича и бетона. Даёт жизнь и разрушает материю. Природа научилась защищаться, сбрасывая листву и прекращая подачу жидкости по «венам». Кирпич, к сожалению, до сих пор мокнет под дождём и терпит все невзгоды в лютый мороз.

Защитим наш любимый кирпичик от воды и плесени! А за это он будет долгие (очень долгие) годы радовать нас своим красивым внешним видом и неизменной прочностью.

Общие сведения о гидрофобизаторах

Гидрофобизатор – раствор, придающий обрабатываемой поверхности низкие адгезионные свойства с молекулами воды (блокирует капиллярный эффект). Поясним.

Дерево, бетон, кирпич, камень – это пористые строительные материалы. Вода, попадая внутрь, пропитывает поверхности и уходит вглубь вещества. При замерзании происходит расширение кристаллической решетки h3O и, как следствие, постепенное разрушение.

Гидрофобные растворы «выстилают» обработанную поверхность толщиной в одну микрочастицу, препятствуя смачиванию (всем известный «тефлон»). Молекулы воды собираются в капли и под действием силы тяжести скатываются с вертикальной плоскости.

Бороться с капиллярными явлениями в строительстве можно 2-мя способами:

  1. Защитить поверхности бетонных, кирпичных и деревянных зданий от воздействия влаги другим материалом (утеплители, паро- и гидроизоляторы).
  2. Обработать специальным проникающим составом – гидрофобизатором.

Необходимость использования гидрофобизаторов для кирпича

Кирпич – экологически чистый, дышащий, прочный, красивый строительный материал. «Дыхание» ему обеспечивает количество пор в теле. Они же при намокании заполняются водой. Замёрзшая в порах влага, медленно, но верно разрушает камни.

Гидрофобизатор не заполняет поры, а образует тончайшую плёночку на поверхности веществ, препятствуя заполнению их водой. Именно поэтому такое свойство кирпича, как паропроницаемость сохраняется.

Чтобы оценить всю серьёзность пагубного воздействия воды, в таблице №1 приведена такая характеристика стройматериалов, как водопоглащение. И чем она выше, тем ниже прочность изделия.

Таблица №1. Водопоглощение строительных материалов по массе, %

Кирпич керамический:рядовый12..16
лицевой8..10
Кирпич силикатный:рядовый6..16
лицевой6..14
Кирпич клинкерный3..5
Дерево23..30
Бетон4..8
Газобетон25
Пенобетон10..16

Правила использования и первые гидрофобизаторы

Впервые технология гидрофобизации была применена в 60-х годах прошлого столетия. По своему составу гидрофобизаторы были кремнийорганическими и не соответствовали требованиям пожаробезопасности. Наносить их требовалось часто. В связи с этим они не нашли широкого применения.

Наука не стоит на месте. Современный выбор гидрофобных составов удовлетворяет требованиям безопасности и находит всё бо́льшее применение в строительстве. Преимуществом гидрофобных растворов является их способность придавать строительным материалам морозоустойчивость, стойкость к появлению грибков, осаждению пыли, презентабельный внешний вид на долгие годы.

Поверхностные гидроофбизаторы наносятся на сухую или влажную поверхность (читать инструкцию). Лучше всего производить работы в весеннее-летний период, т.к. нужна определённая температура воздуха. Старую облицовочную поверхность необходимо отреставрировать, очистить от грибка и обработать фунгицидным составом. Некоторые растворы желательно нанести в 2-3 слоя.

Многие составы продаются в концентрированном виде. Их разбавляют, тщательно перемешивают и покрывают поверхность валиком, либо кисточкой, либо пульверизатором.

Как правило, жидкость бесцветная (нам нужен естественный вид кирпичной кладки). И главное: после обработки поверхности ни одна краска не «прилипнет» к фасаду. Гидрофобизация – финишный этап отделочных работ.

Современные гидрофобизаторы и технология их нанесения

На рынке огромный выбор составов, пропиток, мастик. Чтобы разобраться, какой гидрофобизатор хороший и какой лучше подходит для защиты кладки из кирпича или камня, разберёмся в их составе по таблице №2.

Таблица №2. Классификация гидрофобизаторов по составу

Состав гидрофобной пропитки
АлкилсиликонатыН-силоксаныСилансилоксаны
КалийныеНатриевые
На водной основе, растворяются в воде. Чаще добавляются на стадии производства стройматериалов. Соблюдать рецептуру, иначе могут быть высолы.Усовершенствованная модификация. Не для известняка. Не изменяет цвет основания. Гидрофобизатор походит для силикатного и керамического кирпича.Лучшие водоотталкивающие свойства. Глубокое проникновение. Долгий срок действия гидрофобизатора. Возможен эффект «мокрого камня».
Низкая цена. Низкая эффективность. Частично перекрывают поры. В основном для объёмной гидрофобизации.Цена ниже, чем у калийных. Разбухают от воды. Использовать крайне нежелательно!

Основные правила нанесения гидрофобного раствора на кирпичную кладку с соблюдением техники безопасности:

  1. очистить поверхность от пыли, грязи, старой краски, высолов;
  2. дефекты фасада устранить;
  3. развести состав в соответствии с инструкцией;
  4. нанести раствор валиком, кистью, распылителем.

В зависимости от пористости материала, гидрофобизатор проникает вглубь на 2-20 мм.

Основные виды гидрофобизаторов

Существует три основных вида гидрофобных составов: поверхностные, объёмные и отсечные.

Поверхностный гидрофобный раствор наносится валиком, кистью. Жидкость бесцветная, быстро впитывается. Через час наносится повторно. В результате фасад защищён от влаги, морозов, граффити.

Объёмная гидрофобизация проводится на стадии производства строительного материала. Например, для кирпичей при изготовлении раствора гидрофобизатор подмешивают в воду.

Совмещение этих двух видов даёт максимальный эффект.

Отсечная гидрофобизация применяется для усиления гидроизоляции фундамента методом инъекций.

Силоксил. Кремнийорганические соединения (силиконы) на водной основе. Слаботоксичен и не горюч. Не имеет запаха и цвета.

Аквасил. Новое поколение отечественных кремнийорганических соединений на основе соды в водном растворе. Выпускается в виде концентрированного состава. Предназначен для поверхностной, объёмной и отсечной защиты. Срок службы более 10 лет.

Гидрощит супер. Композиция кремнийорганических полимеров на водной основе для среды с повышенной влажностью. Имеет антисептические добавки.

ГСК-1. Универсальная пропитка на водной основе с антисептическими свойствами с применением как снаружи, так и внутри помещений. Используется для штукатурки, кирпича, бетона, дерева, газобетона и т. д. Выпускается в двух модификациях: обычной и морозоустойчивой.

ГСК-2. Пропитка на бензиновой основе. Композит предназначен для применения в более суровых условиях. Является отличным материалом для нанесения отсечной гидрофобизации. При нанесении токсичен, пожароопасен! После высыхания безопасен, имеет гигиенический сертификат. Применяется, в том числе, и для тканей.

Ceresit (цирезит) СТ 13. Водная дисперсия силиконов. Продукция германской компании Henkel. Обрабатывают вертикальные поверхности бетона, керамического, силикатного и клинкерного кирпича, штукатурки, облицовочного камня, кровельную черепицу и т.д. Срок службы 8-12 лет.

Деюмикал. Поверхностная пропитка с глубоким проникновением для борьбы с высолами, грибками на кирпичной кладке (содержит растворители). Подходит как для наружной, так и для внутренней обработки. Производителем является итальянская компания Index S.p.A.

Перспективы гидрофобизаторов

Теперь поведём итог. Чтобы построить дом (коттедж, здание) из кирпича, требуется масса времени, финансовых затрат и сил. Чтобы облицевать фасад кирпичом или камнем согласно дизайн-проекту, требуется тоже самое. И вот весенний дождик. И на Вашем безупречном фасаде появляются белые подтёки – соль из растворов вымывается наружу. И Вы плачете вместе с кладкой.

Мы живём в XXI веке и прогресс неумолим. Гидрофобизаторы как раз таки и являются плодом строительной эволюции. Пропитав только что выложенную, высушенную кирпичную кладку гидрофобным составом, Вы на годы избавите себя от расходов, связанных с ремонтом фасадов.

Другая ситуация. Дом давно построен. Кирпичные стены под действием воды и времени уже начали покрываться плесенью и рушиться. Придётся воспользоваться более сильными композитами гидрофобизаторов на основе растворителей с антисептическими добавками.

Фасад здания нужно предварительно отремонтировать и очистить от грязи. Результат Вас порадует.

Гидрофобные композиты не создают сплошную «не дышащую» плёнку! Возможность газо- и паропроникновения остаётся. Нужно только правильно подобрать состав, соблюсти технологию нанесения и слушать потом краем уха разговоры соседей: «Вон, смотри какой кирпич на фасаде! Столько лет стоит и ничего ему не делается!».

Крем защитный М SOLO Aqua гидрофобный для рук 100 мл

Крем защитный М Solo Aqua предназначен для защиты рук от воздействия разбавленных водных растворов различных кислот, щелочей, солей, синтетических моющих и дезинфицирующих средств, органических спиртов, смазочно-охлаждающих и тормозных жидкостей, цемента, бетона, глины, извести, тосола, фенола,щелочно-масляных эмульсий и других водорастворимых загрязняющих веществ. Рекомендуется использовать при работах в резиновых перчатках или перчатках из полимерных материалов (без натуральной прокладки), в закрытой спецобуви. Содержит компоненты (масло виноградной косточки, D-пантенол и витамин E), которые защищают, смягчают и увлажняют кожу рук не нарушая ее физиологических функций. Легко наносится на кожу, не создает неудобства при работе. Не вызывает коррозии на металлических деталях, не портит обрабатываемые изделия и материалы. Рекомендуется применять регулярно перед началом работы и в конце продолжительных перерывов. Нанести небольшое количество крема (0,5–1 мл) на чистые сухие руки, обращая Особое внимание на места между пальцами и вокруг ногтей, тщательно растереть и дать впитаться. После того, как крема впитался можно приступить к работе. После окончания работы смыть при помощи жидкого мыла M Solo Soft или очищающей пасты M Solo с абразивом. Упаковка: туба 100 мл. Соответствует ТР ТС 019/2011, ГОСТ 31696–2012. Условия хранения: избегать попадания прямых солнечных лучей. Срок годности от даты изготовления 36 месяцев.
Не содержит вредных веществ — силиконов, минеральных абразивов, горючих и летучих органических растворителей по ТР ТС 019/2011 в части безопасности средств дерматологических.
Имеется заключение Минпромторга, с которым можно вернуть до 20% компенсации от расходов на обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний.

Крем относится к сегменту «эконом». Качество соответствует требованиям нормативных документов ТР ТС 019-2011, произведено в соответствии с ГОСТ 31460-2012.

Гидрофобное покрытие стекол автомобиля | Мосмойка

В пыльном, переполненном автомобилями городе, даже небольшой дождик может стать проблемой для внешнего вида авто. Стекло сразу покрывается мутными разводами, на его поверхности виден грязный след от каждой капли, а обзорность ухудшается в разы. В отличие от других защитных средств, гидрофобное покрытие стойко переносит многократные мойки и долго держится на машине. Специальный состав отталкивает любую грязь и не дает воде скапливаться на поверхности. Как такое возможно?

  • Молекулярная структура материала заставляет капли воды сворачиваться в шарики, собирая с поверхности слои пыли и загрязнений. Вместе они просто скатываются с автомобиля.
  • Современное гидрофобное покрытие стекол выполнено в виде жидкости, прочно скрепляющейся с обрабатываемым материалом, становясь единым целым.
  • Перед нанесением поверхность стекла тщательно готовится. Только так можно раскрыть все преимущества состава.

Безопасные для человека и окружающей среды покрытия не содержат в составе едких растворителей или другой вредной химии.

Полезные советы по обработке гидрофобными составами

Прежде всего, необходимо соблюсти все условия нанесения средства. Лучше всего гидрофобное покрытие для автомобиля ложится при температуре воздуха не ниже +5 градусов по Цельсию. Не стоит обрабатывать машину на улице, особенно при наличии даже небольшого ветра. Решив использовать состав самостоятельно, запаситесь терпением и специальными полотенцами. На качество нанесения могут повлиять самые незначительные нюансы. Поэтому для максимального результата обращайтесь к опытным мастерам.

В нашем центре стекла хорошенько отмывают, используя профессиональные чистящие средства. Затем мы обезжириваем поверхность. При помощи микрофибры стекло полируется, после чего обрабатывается гидрофобным составом. Здесь важно правильно смешать компоненты, и тщательно взболтать раствор. Готовую жидкость можно использовать в течение первых суток. По окончании обработки мы заново полируем поверхность.

Отличия гидрофобного средства от дешевых материалов

  1. Современное гидрофобное покрытие для стекла достаточно просто применять, но несоблюдение технологии нанесения снижает качество результата.
  2. Состав обладает различными эффектами, включая борьбу с грязью, маслом, влагой и другими веществами. При этом поверхностный слой не позволяет проникать загрязнениям в поры стекла.
  3. Покрытие отлично переносит воздействие кислотных дождей, соленой воды и других негативных факторов.
  4. Свойства материала не меняется при долгом нахождении под ультрафиолетовым излучением либо на морозе или жаре.
  5. После нанесения на поверхности стекла не образуется пленка, а радужный эффект отсутствует полностью. Это во многом положительно сказывается на обзорности.
  6. Продержится гидрофобный состав на автомобильных окнах до полугода. На этот срок покрытие увеличит срок службы стекла, сохранив его от излишних повреждений.
  7. При толщине в несколько молекул, защитные свойства действительно удивляют!
  8. Тонкий верхний слой сложно поцарапать или повредить иным образом.

Магия гидрофобных и омнифобных покрытий

Когда речь заходит об антипригарных продуктах, большинство из нас первым делом вспоминают о сковородах…

Однако химические свойства ПТФЭ и тефлона означают, что их можно использовать бесчисленное количество раз.

Одним из его наиболее часто используемых свойств является тот факт, что он является гидрофобным.

(Что будет объяснено более подробно чуть позже.)

Во-первых, почему это вообще имеет значение?

Дело в том, что повседневные коммерческие, бытовые и промышленные материалы подвержены риску повреждения водой и окрашивания.

И, когда эти материалы вступают в контакт с водой, это может привести к ржавчине, разрушению, плесени и другим повреждениям.

В настоящее время одними из лучших репеллентов являются гидрофобные и омнифобные спреи, которые могут творить чудеса в отношении отталкивания воды и предотвращения образования пятен.

Но вернемся на минутку…

Что на самом деле означает гидрофобность?

«Гидрофобный» или «супергидрофобный», как бы вы это ни называли, означает простыми словами:

«Что-то, что сильно отталкивает воду»

Это связано с тем, что капли воды, попадающие на гидрофобное покрытие, могут полностью отскакивать, делая все, что оно покрывает, водостойким.

Из чего состоит гидрофобный раствор?

Как правило, гидрофобные покрытия состоят из различных материалов, одни из которых обеспечивают шероховатость, а другие обеспечивают низкую поверхностную энергию. Ниже приведены возможные основания для гидрофобного покрытия.

  • Марганец оксид оксида полистирола
  • оксид цинка полистирол
  • Осажденный карбонат кальция

    0
  • углерода нанотрубки
  • диоксид кремния нано-покрытие
  • фторированные силаны или фторполимерные покрытия

Из этой основы наиболее эффективными и экономичными в использовании являются покрытия на основе кремнезема.Это связано с тем, что они созданы на основе геля и их можно легко вводить с помощью аэрозольного спрея.

Вот почему в настоящее время наиболее популярны гидрофобные растворы на основе диоксида кремния.

Как долго служат гидрофобные покрытия?

Это вопрос, на который нет однозначного ответа, так как существует множество переменных…

Однако гидрофобные растворы, нанесенные на конкретный объект, могут храниться от 2 до 8 месяцев под прямыми солнечными лучами и в экстремальных условиях окружающей среды.

Действительно ли работают гидрофобные растворы?

Гидрофобные растворы протестированы и доказали свою эффективность.

Некоторые примеры, с которыми вы будете сталкиваться каждый день:

  • Смартфоны – Компании покрывают свои телефоны гидрофобными растворами, чтобы их можно было погружать в воду на срок до 30 минут.
  • Ветровые стекла автомобилей – В них используются гидрофобные растворы в качестве покрытия для улучшения видимости во время сильного дождя.
  • Автомобильные краски – содержат гидрофобные компоненты, защищающие компоненты автомобиля от ржавчины.
В автомобильных красках используются гидрофобные компоненты, поэтому компоненты автомобиля не ржавеют .

Теперь, когда мы рассмотрели гидрофобность…

Что означает омнифобия?

Омнифобные растворы предназначены для отталкивания любого типа жидкости, а также действуют как прочные покрытия для защиты как бытовых, так и промышленных материалов от повреждений, вызванных жидкостями.

И, в частности, отлично работает для предотвращения прилипания пятен и других подобных вещей к конкретному объекту.

Из чего состоит омнифобное решение?

Омнифобный раствор можно сделать с разными основаниями, отталкивающими воду. В настоящее время наиболее популярной является смесь силоксанового мономера и серной кислоты.

Как долго служат омнифобные покрытия?

Опять же, как и в случае с гидрофобными покрытиями, они могут сильно различаться.

Однако. омнифобные покрытия служат дольше по сравнению с гидрофобными покрытиями. Большинству требуется от 1 до 3 лет, прежде чем потребуется повторное покрытие.

Продолжительность эффективности покрытия в первую очередь зависит от формулы, которую использует фабрика для его производства, и поэтому важно исследовать конкретный продукт, чтобы увидеть, как долго действует тот или иной омнифобный раствор перед использованием.

Действительно ли работают омнифобные решения?

Омнифонические решения широко используются в промышленном секторе и имеют большой успех.

Например, некоторые производители используют омнифобный раствор для производства собственного стекла, которое предотвращает образование полос от неблагоприятных погодных условий.

Все виды оборудования, используемого в настоящее время большинством компаний, покрыты омнифобными растворами для защиты при контакте с эрозионными химическими веществами. Это, в свою очередь, позволяет компаниям экономить на издержках и направлять деньги на более полезные цели.

В итоге…

Если вы хотите победить в войне против пятен и воды в своей отрасли, попробуйте использовать омнифобные и гидрофобные растворы в качестве испытанного решения.

Если вы хотите узнать больше о том, как выпуск продукта может помочь вашей отрасли, не стесняйтесь обращаться к одному из наших экспертов, который может обсудить вашу проблему и порекомендовать инновационное решение, которое не только поможет вам сейчас, но и сведет к минимуму будущее повреждение или ремонт, давая вам душевное спокойствие .

Супергидрофобные материалы природного происхождения | Артикул

Химики ищут альтернативы фторорганическим соединениям для антипригарных покрытий. Тефлон, политетрафторэтилен, покрывает наши сковороды с 1940-х годов.Но с увеличением количества свидетельств устойчивости, биоаккумуляции и токсичности фторорганических соединений в окружающей среде начинается поиск новых антипригарных решений. Одним из мест, куда химики с завистью смотрят, является сама природа. Поверхность многих растений и животных отталкивает воду, а в некоторых случаях даже масло. Но химия этих поверхностей — не единственная хитрость природы — огромную роль играет сложное наноструктурирование. Использование этих конструкций теперь помогает химикам производить антипригарные покрытия следующего поколения.

Смачиваемость поверхности измеряется углом контакта капли жидкости с поверхностью. По сути, это измеряет, какая часть капли находится в контакте с поверхностью — чем больше угол, тем меньше контакт с поверхностью. В случае воды, когда этот угол превышает 150°, поверхность считается супергидрофобной и очень трудно смачиваемой.

Существует огромное количество веществ, которые можно использовать

Биолог Вильгельм Бартлотт из Боннского университета в Германии за последние 30 лет совершил один из крупных прорывов в понимании супергидрофобности в биологии.Он предполагает, что супергидрофобность должна была развиться 450 миллионов лет назад, когда жизнь вышла на сушу и начала дышать посредством газообмена. «Мы изучили около 24 000 различных видов растений и животных, и многие из них являются супергидрофобными или, по крайней мере, имеют супергидрофобные части», — говорит он.

Многие выдавливают кристаллический восковой слой. Бартлотт говорит, что обычно это сложные смеси длинноцепочечных углеводородов (20–30 атомов углерода), которые могут быть алканами, кетонами, альдегидами, спиртами, жирными кислотами и сложными эфирами. 1 Но не только химия снижает смачиваемость. «Существует огромное количество веществ, которые можно использовать, но они никогда не достигнут качества тефлонового покрытия», — объясняет Бартлотт. «Секрет жизни заключался в том, чтобы изобрести сложную, очень изощренную иерархическую структуру поверхности.» Поверхности образуют кристаллические структуры, такие как трубочки, пластинки или нити, но они покрывают другой текстурированный слой клеток или волосков, создавая два или три наложенных друг на друга уровня. «иерархическая скульптура» на микро- и нано-уровне.«Единственное, что запрещено, — это плоскость!» — говорит Бартлотт.

Липкий или скользкий

Функция шероховатой иерархической поверхности заключается в создании воздушных карманов. Капля воды находится поверх захваченного воздуха, и это резко уменьшает контакт между твердым телом и жидкостью, позволяя каплям образовывать почти идеальные сферы, которые легко скатываются. Одним из самых известных примеров такого поведения является лист лотоса, чья самоочищающаяся поверхность имеет краевой угол, приближающийся к 180°. Сканирующая зондовая микроскопия показывает, что листья покрыты бугорками размером 1–5 мкм, называемыми сосочками, под восковым кристаллическим верхним слоем.Это означает, что капли дождя будут скатываться вместе с любой поверхностной грязью.

Другой пример из биологии – лепесток розы. Его поверхность также гидрофобна, но ведет себя совсем по-другому. «Когда вы кладете каплю воды на лепесток розы, вы, должно быть, замечаете, что вода прилипает к поверхности, а не падает. Это липкая гидрофобность», — объясняет Айяппанпиллай Аджаягош, химик из Национального института междисциплинарных наук и технологий (NIIST) в Тируванантапураме, Индия.Аджаягош пытался имитировать поверхности листа лотоса и лепестка розы.

Как и лист лотоса, лепесток розы имеет гидрофобный слой воска, покрывающий иерархически текстурированную поверхность, образованную наноскладками кутикулы и сосочками конической формы. Но разница заключается в размере этих структур — 16 мкм в диаметре по сравнению с 11 мкм у листа лотоса. Это означает, что вода способна проникать в структурированную поверхность, создавая большую поверхность раздела твердое тело-жидкость и, следовательно, липкость.Закрепление известно как состояние Вензеля, тогда как капли, скатывающиеся с листа лотоса, находятся в состоянии Кэсси-Бакстера, названном в честь ученых, которые определили эти различные явления смачивания.

Так можно ли воспроизвести эти состояния химически? Аджаягош начал с глинозема — материала, который по своей природе гидрофильный. 2 Его команда работала над ковалентно-органическими каркасами, классом кристаллических пористых полимеров, и поняла, что эти материалы могут самособираться в гидрофобные покрытия.Они покрыли поверхность оксида алюминия лигандом на основе азобензола (AzPBA), а затем покрыли ее ароматическим бис-альдегидом (BA) с двумя алкокси-цепями, что приблизило эффект воскового покрытия. Контактный угол достиг почти супергидрофобных 145°, а поверхность демонстрировала «липкое» поведение, похожее на лепесток розы.

Затем

Ajayagosh обработал поверхность, покрытую AzPBA, ионами цинка перед нанесением слоя BA. Контактный угол новой поверхности увеличился до 165°, и поверхность стала скользкой, как лист лотоса.«Когда вы [добавляете] ионы цинка, он образует на поверхности [координационный] полимер — своего рода сеть, в которой есть [новая] наноархитектура», — говорит Аджаягош. Ионы цинка присоединяются к группам карбоновой кислоты AzPBA, и новая поверхность имеет пальцевидные выступы размером 1 мкм и шириной 200 нм. Этого достаточно, чтобы задержать воздух под каплей воды, размещенной на поверхности. Аджаягош говорит, что работа показала, что вполне возможно химически имитировать супергидрофобные состояния, встречающиеся в природе, путем создания различной морфологии поверхности.«Мы не используем никакой фторированной химии — это очень простая химия», — добавляет он.

Всемогущий ногохвост

В то время как природа может относительно легко освоить супергидрофобную поверхность, гораздо сложнее создать суперолеофобные поверхности, которые также могут противостоять маслам, и суперомнифобные поверхности, которые противостоят любым жидкостям. Химики обычно прибегают к фторсодержащим полимерам, но у природы нет такой возможности. Тем не менее, в природе есть несколько примеров омнифобных поверхностей, таких как коллембола или ногохвостка — небольшое бескрылое насекомое, обитающее в почве.«Животное подвергается воздействию сильно загрязненной [воды] поверхностно-активными веществами, поэтому она имеет низкое поверхностное натяжение и смачивает поверхность намного легче, чем [чистая] вода», — объясняет Карстен Вернер из Центра биоматериалов Макса Бергмана в Дрездене. , Германия. «На кожу воздействует трение частиц и механическая сила, поэтому было разработано решение, которое является гораздо более захватывающим шаблоном для копирования».

Поверхность ногохвостка имеет строго упорядоченные ромбовидные или шестиугольные сотовидные узоры, состоящие из трех различных иерархических слоев. 3 Полученная структура образует нанополости (0,3–1 мкм), покрывающие все тело, но на поперечном сечении имеются характерные грибовидные выступы. «Эта особая структура поперечного сечения удерживает наноразмерные пузырьки воздуха в структуре, и это удержание газа предотвращает смачивание даже неполярных жидкостей», — говорит Вернер.

«Мы смогли создать структуры, которые действительно точно воспроизводят наноморфологию кожи, однако, конечно, ограничены довольно маленькими образцами», — говорит Вернер.Их копии были изготовлены путем прямого слепка кожи насекомых с использованием диакрилата полиэтиленгликоля. Они сделали две версии — одна с точным воспроизведением поверхности, другая без наноструктурных элементов. Они обнаружили, что необычные выступающие наноструктуры были ключом к созданию суперомнифобной поверхности — образцы, изготовленные без нее, имели краевые углы, близкие к нулю, а те, у которых — до 150°. 4

«Омнифобные свойства, которые мы наблюдали у этих животных, зависят только от наноморфологии поверхности, а не от химического состава материалов, которые мы используем — мы продемонстрировали, что можно достичь этого эффекта в совершенно разных типах материалов», — говорит Вернер. .Выступы, по-видимому, создают энергетический барьер, который не может быть преодолен даже жидкой фазой с низким поверхностным натяжением, такой как гексадекан (которая могла смачивать образец тефлона).

Werner стремится использовать эти поверхности в качестве антибактериальных покрытий, например, для защиты хирургических инструментов. «Морфология, которую мы заимствовали у ногохвостка, сама по себе весьма эффективна, и сейчас мы работаем над объединением этих структурированных поверхностей с покрытиями, содержащими антисептики». или керамика.В 2018 году команда из Южной Кореи объединила нанолитографию и метод образования складок, при котором части полимерной поверхности сжимались, чтобы изготовить искусственную поверхность ногохвостка с высокой отталкивающей способностью, способную выдерживать экстремальные нагрузки. Они пришли к выводу, что их сфабрикованная система превосходит саму кожу насекомого.

Подводный

Во многих случаях природа использовала супергидрофобность, чтобы позволить растениям и насекомым выживать под водой в течение длительных периодов времени. Одним из примеров является Salvinia molesta , чрезвычайно инвазивный папоротник, который может выживать под водой в течение нескольких недель, продолжая фотосинтез.«У него самая сложная поверхность, которую мы знаем у растений», — говорит Бартлотт. «Ни один ученый-материаловед в своем самом странном кошмаре не догадался бы о таком решении!» Его водоотталкивающая поверхность удерживает защитный воздушный слой через множество волосков в форме метелки (называемых трихомами), которые составляют поверхность. Кончики венчиков химически различны, они гидрофильны, и это прочно прикрепляет слой воды к поверхности с воздухом, находящимся под ним. Эффект закрепления удерживает воздушный слой размером до 3,5 мм под отрицательным давлением в небольших отдельных карманах.

Бартлотт и его коллеги из Университета Ростока в Германии изучают, как можно использовать синтетическую версию для покрытия корпуса корабля для уменьшения лобового сопротивления. Учитывая, что на судоходство приходится примерно 3% глобальных выбросов парниковых газов (1 миллиард тонн углекислого газа в год), сокращение выбросов может иметь значительные последствия. Barthlott не готова сообщить подробности своего нового материала, но другие начали создавать поверхности с аналогичным дизайном. Группа итальянских инженеров недавно использовала 3D-лазерную литографию и гидрофильный фоторезист на основе эпоксидной смолы для формирования массива волосков размером 7 мкм, имитирующих S.молеста лист. 5

Воздействие такого покрытия на подводное сопротивление можно было бы максимально увеличить, объединив его с такими технологиями, как система воздушной смазки Mitsubishi, запатентованная в 2010 году. Здесь сжатый воздух образует микропузырьки. «Если у вас есть супергидрофобная поверхность, она будет притягивать [эти] пузырьки воздуха, как магнит, и удерживать их, так что это может быть идеальной комбинацией», — говорит Бартлотт. Он считает, что их нынешний прототип покрытия может снизить лобовое сопротивление до 30%.

Химический пластрон для отделения масла

Воздухозаборные поверхности также распространены у водных насекомых. Ряд крошечных волосков или бугорков, известных как щетинки или микротрихии, улавливают тонкий слой воздуха, который позволяет насекомому дышать под водой, по сути, действуя как внешние жабры. Эта особенность известна как пластрон. «В Техасе целые колонии огненных муравьев объединяются и образуют эти плавучие плоты с пластронами, удерживающими [воздух] между ними [для повышения их плавучести]», — говорит химик Сарбаджит Банерджи из Техасского университета A&M в США. Он воспроизвел этот принцип для создания суперомнифобных поверхностей.

Отталкивающее масло всегда тверже воды, объясняет Банерджи. «Все, что удерживает молекулы нефти вместе, — это лондонские дисперсионные силы, поэтому склонность нефтяных капель к растеканию намного выше». Углеводородные парафины, встречающиеся в природе, обычно легко смачиваются нефтью.

Чтобы спроектировать суперомнифобную поверхность со свойствами пластрона, Банерджи обратился к нанотетраподам из оксида цинка, нанесенным распылением на нержавеющую сталь. Эти четырехногие нанокристаллы образуются при быстром окислении цинковой фольги на воздухе.— Как ни ставь, а одна-две ноги на тебя надвигаются; вы не можете сформировать что-то плоское», — говорит Банерджи. Нанотетраподы прикрепляются к поверхности стали с помощью тетраэтилортосиликата, который создает связь из диоксида кремния. «Сеть четвероногих застряла там, и когда мы погружаем [поверхность] в воду, вы видите это мерцание, соответствующее пузырькам воздуха, которые оказались в ловушке», — объясняет он.

Но чтобы воспроизвести суперолефобную поверхность, Банерджи также функционализировал поверхность перфтороктановой фосфоновой кислотой (C 8 H 6 F 13 O 3 P). 6 Неполярный фторсодержащий монослой обеспечивает еще более низкую поверхностную энергию. «По сути, у нас есть выступающие наружу связи C–F, взаимодействующие с молекулами воды или масла, что дает нам олеофобность, а также гидрофобность, обусловленную как химическим составом, так и текстурой», — объясняет он. «Шероховатость усиливает внутреннюю химию».

Суперолеофобность этих материалов делает их идеальными для покрытия оборудования для хранения и транспортировки нефти, но Банерджи особенно заинтересован в их использовании для отделения вязких масел от воды.В настоящее время большие объемы сырой нефти извлекаются из пластов с помощью закачиваемого пара, но разделение полученной эмульсии затруднено и требует материалов, способных работать при температуре выше 130°C.

Компания Banerjee разработала совершенно новый процесс фильтрации на основе сетки из нержавеющей стали, покрытой нанотетраподами оксида цинка. «Сам по себе он довольно гидрофобный из-за слоя воздуха [на поверхности], но он также и олеофильный», — объясняет он. Сетчатая мембрана образует взаимосвязанную пористую пластронную сеть, пропускающую масло.Но он удерживает капли воды во взвешенном состоянии над воздушными карманами, образованными между выступающими нанотетраподами. Капли воды находятся в состоянии Кэсси-Бакстера, в отличие от капель масла, которые находятся в режиме Вензеля и проникают через сетку. Фильтр может снизить содержание воды в вязкой нефти до 0,69% по объему. 7

Скользкий подход

Еще один инновационный подход к омнифобным поверхностям, который не зависит от воздушного кармана, был разработан в лаборатории Джоанны Айзенберг в Гарвардском университете в Массачусетсе, США, и также черпает вдохновение из природы.Насекомоядное растение-кувшин захватывает свою добычу, используя скользкую, смазанную водой поверхность, которая отталкивает масла, содержащиеся на ногах насекомых. Сама смазка удерживается на месте неровной микротекстурированной поверхностью.

Будучи постдоком в группе Айзенберга, Так-Синг Вонг, ныне доцент Пенсильванского государственного университета в США, разработал поверхности, основанные на принципе растения-кувшина, называемые скользкими пропитанными жидкостью пористыми поверхностями (Slips). «Вы начинаете с текстурированной или пористой поверхности, похожей на губку, а затем мы наносим смазочную жидкость, которая имеет сильное химическое сродство к основной текстурированной [поверхности], и с этой комбинацией Slips может отталкивать все, что не смешивается со смазкой». он говорит.«Если вы хотите отталкивать жидкость на масляной основе, вы можете разработать смазку либо на водной основе, либо использовать перфторированную жидкость, которая не смешивается с водной и масляной фазами. Основываясь на этих проектных критериях, вы можете исследовать все виды жидкостей в качестве смазки».

Смазка, глубина которой обычно составляет от 100 нм до нескольких микрометров, удерживается на месте за счет капиллярных сил, но она должна иметь высокое химическое сродство к основному материалу, иначе жидкость, которую вы хотите отталкивать, вытеснит ее.«В принципе, вы можете использовать любой материал, если найдете способ текстурировать его», — говорит Вонг. Он использовал пористые эпоксидные смолы диаметром 300 нм и нанопорами высотой 5 мкм. 8

Вонг исследовал, как смазанные поверхности могут быть полезны для сбора воды в тех частях мира, где ощущается нехватка воды. Он обнаружил, что гидрофобные шлипсы не обеспечивают наиболее эффективного способа сбора водяного пара или тумана, поскольку ограничивают зародышеобразование капель воды. И простое использование иерархической текстурированной поверхности привело к тому, что капли были закреплены, как с лепестком розы, а не скатывались для сбора. 9

Вместо этого он и его команда придумали решение, вдохновленное растениями-кувшинами и рисовыми растениями, которые они назвали скользкой шероховатой поверхностью (SRS). Чтобы предотвратить скопление воды, листья риса имеют иерархическую поверхность с определенными бороздками, образующими гофрированную структуру, которая заставляет капли воды скатываться в направлении, перпендикулярном этим бороздкам. Вонг и его команда создали кремниевые пластины с такой структурой. Поверхность с канавками сама по себе была модифицирована второй иерархической текстурой и покрыта силанами для повышения химического сродства со смазкой.Только эта самая внутренняя структура покрыта масляной смазкой на основе гидрофильного силикона размером 1 мкм.

«Теперь он может не только притягивать водяной пар или капли воды из воздуха, но и, когда вода соприкасается с поверхностью, может легко соскальзывать», — объясняет Вонг. Набор конкурирующих эффектов способствует тому, что поверхность отталкивает жидкости независимо от того, как они ее смачивают. Гидрофильная смазка помогает каплям воды зарождаться, а гребни рисовых листьев позволяют каплям скатываться.Вонг говорит, что текущий лабораторный тест показал, что система может собирать примерно 500 мг воды на см 2 в час: «почти в 10 раз больше воды, чем обычный материал для сбора тумана», добавляет он.

Природа вдохновила на создание разнообразных решений для создания супергидрофобных, а в некоторых случаях и суперолеофобных поверхностей из различных материалов. Эти решения исходят из сложных поверхностных структур в дополнение к химическому составу поверхности. Но достаточно ли этого, чтобы заменить фторированные полимеры, которые мы используем в настоящее время? Сетка Banerjee с покрытием из оксида цинка по-прежнему использует внешний фторированный слой для создания сверхомнифобного поведения.«Я не видел ничего, что работало бы так же хорошо, — признается он. «Мы действительно избегали использования [объемных] фторполимеров, вместо этого использовали по существу монослои». Вернер считает, что в будущем правильная наноморфология может заменить фторированные полимеры для создания более экологически чистых защитных поверхностей. Его синтетическая кожа ногохвостка способна превзойти такие поверхности. «На самом деле они отталкивают неполярные жидкости и сильно загрязненные водные растворы с очень низким поверхностным натяжением».

Но, наверное, еще не время совсем забывать о химии при разработке материалов.Далее, исследуя кожу ногохвостка, Вернер говорит, что структурированная кожа — это еще не все. «Оказывается, это, возможно, только первая линия защиты организмов от биоадгезии», — объясняет он. Химия поверхности и биология также играют роль. Богатый липидами внешний слой содержит органические соединения, которые, как известно, обеспечивают антибактериальные свойства за счет минимизации адгезии белков. 10 «У этого также есть что предложить нам для приложений биомимикрии», — предлагает Вернер.

Очевидно, нам еще есть чему поучиться у природы.«Я думаю, что мы просто взламываем поверхность», — соглашается Банерджи.

Рэйчел Бразил, научный обозреватель из Лондона, Великобритания.

Гидрофобная поверхность — обзор

8.2 Гидрофобная поверхность

Гидрофобная поверхность — это поверхность, обладающая способностью отталкивать воду [1]. Термин «гидрофобность» произошел от двух греческих слов: «гидро», что означает «вода», и «фобос», что означает «страх». таким образом, гидрофобные поверхности можно определить как материал, который имеет тенденцию отталкиваться от воды.Как правило, гидрофобность поверхности можно измерить по углу контакта между каплями воды с самой поверхностью. Капли воды на гидрофобной поверхности будут очень легко стекать и сохранять свою сферическую форму с краевым углом более 90 градусов [8], в то время как супергидрофобные материалы обладают большими краевыми углами более 150 градусов и плохо смачиваются, как показано на рис. 8.1. Напротив, для гидрофильных поверхностей капли воды распространяются далеко, а краевой угол очень мал и составляет менее 90 градусов.По этим поверхностям капли воды не катятся, а скользят.

Рис. 8.1. Схематическая диаграмма, представляющая контактный угол воды на гидрофильной, гидрофобной и супергидрофобной поверхности.

(Воспроизведено с разрешения N. Nuraje, WS Khan, Y. Lei, M. Ceylan, R. Asmatulu, Superhydrophobic electrospun nanofibers, J. Mater. Chem. A 1 (2013) 1929–1946.)

Согласно Бойновичу и Емельяненко [9], поведение капель воды на поверхности может быть связано с двумя факторами: поверхностной энергией и смачиваемостью.Обычно, когда некоторые материалы имеют более высокие энергетические состояния на поверхности, поверхность является гидрофильной, что приводит к меньшему краевому углу. В то время как, когда поверхностная энергия материалов низкая, молекулы в каплях воды больше притягиваются друг к другу по сравнению с поверхностью, что приводит к более высокому контактному углу, который является гидрофобным [10]. Кроме того, смачиваемость, то есть поведение жидкости на твердой подложке, также была важным явлением в технических приложениях гидрофобных свойств.Смачиваемость часто обсуждается с точки зрения краевого угла, при котором капля жидкости встречается с границей твердого тела.

В природе гидрофобную поверхность можно увидеть на листьях лотоса или его научное название Nelumbo nucifera . В 1992 году лист лотоса был представлен как «эффект лотоса», который затем стал символом супергидрофобности и самоочищающихся свойств. Лотос ( N. nucifera ) — это полуводное растение с большими лепестками диаметром до 30 см, обладающее значительными водоотталкивающими свойствами.Поверхность листьев демонстрирует впечатляющую демонстрацию гидрофобных свойств, которые позволяют воде катиться по поверхности, а не скользить [11]. Листья лотоса имеют воск, покрывающий поверхность, и множество сосочков микроразмера, которые приводят к шероховатости поверхности, как показано на рис. 8.2A–D. Обе эти особенности поверхности в совокупности позволяют листу лотоса проявлять гидрофобные свойства и облегчают скатывание капель воды, которые собирают загрязнения по мере их движения.

Рис. 8.2. Эффект лотоса: (A) лист лотоса, (B) изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), микрососочков, присутствующих на поверхности листа лотоса, (C) изображение капли воды на листе лотоса и (D) структурная схема микро- и наноструктура одиночного микропапилла.

(Воспроизведено с разрешения L.-Y. Meng, S.-J. Park, Супергидрофобные материалы на основе углерода: обзор синтеза, структуры и применения. Carbon Lett. 15 (2014) 89–104.)

Многочисленные исследователи подтвердили, что сочетание шероховатости поверхности с низкой поверхностной энергией может привести к более высокой гидрофобности поверхностей, что способствует применению самоочищающихся материалов. Различные структуры могут давать поверхности с большим контактным углом, если они вносят определенную шероховатость вместе с низкой поверхностной энергией [2].

Чтобы имитировать поведение лотоса, для изготовления материалов покрытия использовались различные типы материалов, включая как органические, так и неорганические материалы. Для полимерных материалов, которые, как правило, гидрофобны по своей природе, основное внимание уделяется созданию шероховатости поверхности. Для органических материалов, которые обычно являются гидрофильными, гидрофобная обработка поверхности должна быть выполнена после изготовления поверхностных структур. Среди органических материалов материалы на основе углерода представляют коммерческий интерес.

Фактически разработка гидрофобных материалов и покрытий стала отдельным направлением современного материаловедения, которое бурно развивается [12, 13]. Мало того, гидрофобные материалы также привлекли большое внимание как в промышленных кругах, так и в различных научных областях. Об этом свидетельствует увеличение количества научных публикаций, посвященных особенностям смачивания супергидрофобных поверхностей, конструкции и подготовки текстурированных поверхностей, состоянию и составу поверхностей, позволяющих регулировать свойства смачиваемости [1, 2, 14].

Гидрофобные материалы широко используются в различных отраслях и областях. Например, гидрофобные материалы используются в качестве черепицы и окон в архитектурной индустрии. Гидроизоляция текстиля также становится основным потенциальным применением гидрофобных материалов. Это связано с тем, что волокнистая структура текстиля может сохраняться, при этом субстрат остается воздухопроницаемым и удобным в использовании. В морском транспортном средстве корпус корабля, который пропитывается водой, часто подвержен подводной проблеме биологического обрастания, из-за которой затраты на их эксплуатацию и техническое обслуживание высоки.Использование гидрофобного материала при изготовлении корпуса корабля может уменьшить эту проблему, так как уменьшение влажных зон позволяет снизить вероятность заселения поверхности биологическими организмами [1].

Несмотря на большие достижения в области применения гидрофобных материалов, технологические проблемы все еще остаются. Помимо массового производства, следует также учитывать доступность и стоимость сырья, чтобы включить гидрофобные материалы в коммерческий продукт. Поэтому в настоящее время проводятся многочисленные исследования для изучения большего количества потенциальных применений гидрофобного материала в будущем, включая подготовку более специализированных материалов.

Гидрофобная поверхность — обзор

2.3.1 Интеллектуальный контроль смачиваемости

Гидрофобная поверхность представляет собой структуру, созданную на основе листьев лотоса или кожи акулы с использованием периодических микро- или наноразмерных узоров (Sun et al., 2009). В дополнение к покрытию микро- или наночастицами или отделке текстильной поверхности, полимерное покрытие с эффектом памяти обеспечивает тот же эффект.Эффект микро- или наноузора обусловлен фазовым превращением полимеров с памятью. Два типа методов форматируют шаблон, называемые программируемой поверхностью запоминания шаблона и неперепрограммируемой поверхностью обратимой деформации. Сообщалось, что программируемая поверхность, запоминающая узор, позволяет создавать плотные узоры с помощью литографии наноимпринта (Wang et al. , 2011). Метод обратимой памяти без программирования (Higgins et al., 2011) использует электрохимический контроль окислительно-восстановительного состояния полимера для сокрытия и временного хранения предварительно сформированных наноразмерных структур поверхности.

Микроузоры или наноузоры или морщины могут быть получены методом покрытия, основанным на принципе коробления тонкого эластичного слоя на мягкой подложке, вызванного тепловым несоответствием (Lester et al., 1941). В настоящее время большинство складок или рисунков, созданных методами покрытия, представляют собой эластичный металл, нанесенный на предварительно растянутую полимерную пленку с памятью типа T g или нанесенный на полимеры с эффектом памяти без предварительного растяжения типа T m . Если на поверхность волокна нанесено полимерное покрытие с эффектом памяти, оно будет демонстрировать различные эффекты усадки после нагревания и охлаждения.Образуются микроморщины. Этот результат демонстрирует потенциальное применение для обработки поверхности текстиля для достижения водоотталкивающего эффекта или контроля водорастекаемости. После изучения растекания капель воды и структурированных подложек с использованием полимеров с памятью анизотропия смачивания возникает, когда капли растекаются по подложкам с анизотропным рисунком. Статические краевые углы были различны в направлении, параллельном морщинам и перпендикулярном морщинам. Когда вода распределялась перпендикулярно морщинам, она приобретала некруглую форму, а капли прилипали к их краям (Wang et al., 2011).

Помимо гидрофобности, все больший интерес представляет контроль движения воды на текстильных поверхностях. Поведение воды при переходе от отталкивающей (гидрофобной) к адгезионной (гидрофильной) определяется комбинацией краевого угла между каплей воды и поверхностью и угла поверхности, под которым капля соскальзывает.

На сегодняшний день исследования сосредоточены на изменении жидкости для изменения ее поведения или создании множества различных поверхностей, которые производят требуемые эффекты.Xinyu Cao, Lei Jiang, Huai Yang и др. разработали технологию, которая может обеспечить полный диапазон от гидрофобного до гидрофильного поведения, просто изменяя температуру на основе полимерного покрытия с эффектом памяти (Li et al. , 2009).

Исследователи разработали свою поверхность путем центрифугирования тонкой пленки жидкокристаллического полимера PDMS-40CB с амфифильными боковыми цепями на кремниевой пластине с выгравированным набором столбиков. Полученная поверхность имеет микрометровую или нанометровую шероховатость, что расширяет диапазон возможных краевых углов.При одном конкретном расположении столбиков (столбики шириной 10 мкм и высотой 30 мкм, расположенные на расстоянии 15 мкм друг от друга) капли воды скатывались при 23°C, но прочно прилипали при 75°C, даже когда поверхность держали вверх дном. Изменение поведения воды на поверхности было связано с фазовым переходом полимера (рис. 2.1). При комнатной температуре (23°С) полимер находится в жидкокристаллической смектической А-фазе, но при 74,6°С он переходит в изотропную фазу. С повышением температуры ориентация боковых цепей в полимере меняется: гидрофильные цепи могут поворачиваться к воде для минимизации межфазной энергии, что приводит к уменьшению краевого угла и усилению сцепления между каплей и поверхностью. Метод центрифугирования можно легко масштабировать, и он имеет потенциал для использования в массовом производстве текстиля.

Рисунок 2.1. Изменение смачиваемости поверхности полимерного покрытия с эффектом памяти. а) капля прилипает к поверхности, даже если подложку перевернуть вверх дном; (б) предполагаемая перестройка конформации при фазовом переходе.

Воспроизведено из Li, C., Guo, R., Jiang, X., Hu, S., Li, L., Cao, X., Yang, H., Song, Y., Ma, Y., Jiang, Л., 13 ноября 2009 г. Обратимое переключение подвижности капель воды на супергидрофобной поверхности на основе фазового перехода жидкокристаллического полимера с боковой цепью.Дополнительные материалы 21 (42), 4254–4258.

PNIPAAm — хорошо известный термочувствительный полимер с НКТР 32°C. Ниже НКТР полимер набухает и возникает гидрофильность. Выше НКТР полимер разрушается и проявляет гидрофобность. На основе этого механизма обратимая смачиваемость может быть легко достигнута путем изменения температуры ниже или выше НКТР.

Эта характеристика может применяться к термочувствительным системам доставки лекарств и разделительной мембране (Chilkoti et al., 2002). Что касается текстиля, гидрогель можно наносить на нетканые материалы и прививать к раневой повязке, которая может поглощать тканевую жидкость, доставлять лекарства и не прилипать к ране. Этот вид нетканого материала с гидрогелевым покрытием также можно использовать в качестве многоразовой маски для лица. Однако чистый PNIAAm тяжелее LCST, что нежелательно в лицевой маске (Han and Bae, 1998). Известно, что полиуретановый гидрогель биосовместим, обладает эластичностью и высокой степенью набухания. Сообщалось, что гидрогель PNIPAAm (PNIPAAm/PU) на тканевой подложке, модифицированный хитозаном, реагирующий на температуру, можно использовать для изготовления лицевых масок; он нежный и мягкий на ощупь без явного синерезиса и быстро реагирует на изменение температуры от 32°С до 35°С.Ингредиенты, загруженные в гидрогели, медленно высвобождаются при температуре тела; включение хитозана делает маску для лица антибактериальной.

Помимо температурно-активной обратимой смачиваемости и водопоглощающей способности, свет, pH или окислительно-восстановительный потенциал также могут контролировать водное поведение поверхностей полимерных покрытий с эффектом памяти с помощью золь-гель метода. Некоторые неорганические оксиды и полимеры с эффектом памяти являются светочувствительными материалами. Под действием света эти материалы могут обратимо изменять свою молекулярную конформацию в растворах, кристаллах и гелях, а затем изменять физические свойства.Как сообщалось, контактный угол поликристаллического покрытия TiO 2 может переключаться между 0 и 70 градусами при облучении видимым светом и УФ. Помимо светочувствительных полупроводниковых неорганических оксидов, азобензол и его производные являются широко используемыми материалами, которые проявляют транс-конформацию в видимом свете и превращаются в -цис--конформацию под воздействием УФ. При введении групп с низкой свободной энергией в их боковую цепь можно получить гидрофобный и гидрофильный переход.

Поли(стирол-метилметакрилат-акриловая кислота) кристаллические пленки в форме додецилбензолсульфоната натрия могут проявлять pH-чувствительные свойства. При низком pH гидрофобная длинная алкильная цепь будет выступать наружу, что приводит к гидрофобным свойствам. При высоком рН гидрофильные группы экспонировались наружу, что приводило к гидрофильности. Кроме того, анодированный оксид алюминия с привитым полидиметиламинометакрилатом и некоторые поликатионы также могут достигать переключаемой смачиваемости под воздействием рН (рис.2.2).

Рисунок 2.2. Полимеры с эффектом памяти для покрытия, изменяющего смачиваемость.

Адаптировано из Экстремальная смачиваемость и настраиваемая адгезия: биоимитация за пределами природы? Soft Matter 8, 2070–2086, 2012.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Hydrophobic Interactions — Chemistry LibreTexts

Гидрофобные взаимодействия описывают отношения между водой и гидрофобами (молекулами с низкой растворимостью в воде). Гидрофобы представляют собой неполярные молекулы и обычно имеют длинную цепь атомов углерода, которые не взаимодействуют с молекулами воды.Смешивание жира и воды является хорошим примером такого взаимодействия. Распространенным заблуждением является то, что вода и жир не смешиваются, потому что силы Ван-дер-Ваальса , действующие на молекулы воды и жира, слишком слабы. Тем не менее, это не так. Поведение капли жира в воде больше связано с энтальпией и энтропией реакции, чем с ее межмолекулярными силами.

Причины гидрофобных взаимодействий

Американский химик Уолтер Каузманн обнаружил, что неполярные вещества, такие как молекулы жира, склонны собираться вместе, а не распределяться в водной среде, потому что это позволяет молекулам жира иметь минимальный контакт с водой.

Изображение выше показывает, что когда гидрофобы объединяются, они меньше контактируют с водой. Они взаимодействуют в общей сложности с 16 молекулами воды до того, как соединятся, и только с 10 атомами после взаимодействия.

Термодинамика гидрофобных взаимодействий

При попадании гидрофобного вещества в водную среду водородные связи между молекулами воды разрываются, освобождая место для гидрофобного вещества; однако молекулы воды не реагируют с гидрофобом.Это считается эндотермической реакцией, потому что при разрыве связей в систему передается тепло. Молекулы воды, искаженные присутствием гидрофобного соединения, образуют новые водородные связи и образуют вокруг гидрофобного соединения подобную льду структуру, называемую клатратной клеткой . Эта ориентация делает систему (гидрофобную) более структурированной с уменьшением общей энтропии системы; поэтому \(\Delta S < 0\).

Изменение энтальпии (\( \Delta H \)) системы может быть отрицательным, нулевым или положительным, потому что новые водородные связи могут частично, полностью или чрезмерно компенсировать водородные связи, разорванные входом гидрофоба. Однако изменение энтальпии незначительно при определении самопроизвольности реакции (смешение гидрофобных молекул с водой), так как изменение энтропии (\(\Delta S\)) велико.

Согласно формуле Gibbs Energy

\[ \Delta G = \Delta H — T\Delta S \label{eq1}\]

при малом неизвестном значении \(\Delta H\) и большом отрицательном значении \(\Delta{S} \) значение \(\Delta G\) окажется положительным. Положительный \(\Delta G\) указывает на то, что смешивание гидрофобных молекул и молекул воды не происходит самопроизвольно.

Формирование гидрофобных взаимодействий

Смешение гидрофобов и молекул воды не происходит самопроизвольно; однако гидрофобные взаимодействия между гидрофобами происходят спонтанно. Когда гидропобы собираются вместе и взаимодействуют друг с другом, энтальпия увеличивается ( \( \Delta H \) положительна), потому что некоторые водородные связи, образующие клатратную клетку, будут разорваны. Разрушение части клатратной клетки приведет к увеличению энтропии ( \( \Delta S \) положительно), поскольку ее формирование уменьшает энтропию.

Согласно уравнению \(\ref{eq1}\)

  • \( \Delta{H} \) = маленькое положительное значение
  • \( \Delta{S} \) = большое положительное значение

Результат: \( \Delta{G} \) отрицательна и, следовательно, гидрофобные взаимодействия спонтанны.

Прочность гидрофобных взаимодействий

Гидрофобные взаимодействия относительно сильнее, чем другие слабые межмолекулярные взаимодействия (например, взаимодействия Ван-дер-Ваальса или водородные связи).Сила гидрофобных взаимодействий зависит от нескольких факторов, в том числе (в порядке силы влияния):

  1. Температура : При повышении температуры сила гидрофобных взаимодействий также увеличивается. Однако при экстремальной температуре гидрофобные взаимодействия денатурируют.
  2. Количество атомов углерода на гидрофобных молекулах : Молекулы с наибольшим количеством атомов углерода будут иметь самые сильные гидрофобные взаимодействия.
  3. Форма гидрофобов : Алифатические органические молекулы взаимодействуют сильнее, чем ароматические соединения.Разветвления углеродной цепи уменьшают гидрофобный эффект этой молекулы, а линейная углеродная цепь может вызывать наибольшее гидрофобное взаимодействие. Это связано с тем, что углеродные разветвления создают стерические препятствия, поэтому двум гидрофобам труднее иметь очень тесные взаимодействия друг с другом, чтобы свести к минимуму их контакт с водой.

Биологическое значение гидрофобных взаимодействий

Гидрофобные взаимодействия важны для сворачивания белков. Это важно для сохранения стабильности и биологической активности белка, потому что это позволяет белку уменьшать свою поверхность и уменьшать нежелательные взаимодействия с водой.Помимо белков, есть много других биологических веществ, которые зависят от гидрофобных взаимодействий для своего выживания и функций, таких как фосфолипидные двухслойные мембраны в каждой клетке вашего тела!

Иллюстрация того, как белок меняет форму, позволяя полярным областям (синие) взаимодействовать с водой, в то время как неполярные гидрофобные области (красные) не взаимодействуют с водой. (CC BY-SA 3.0; Treshphrd).

Ссылки

  1. Аткинс, Питер и Хулио де Паула.Физическая химия для наук о жизни. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. 2006. 95.
  2. Чанг, Рэймонд. Физическая химия для биологических наук. Саусалито, Калифорния: Edwards Brothers, Inc., 2005. 508–510.
  3. Гаррет, Реджинальд Х. и Чарльз М. Гришэм. Биохимия. Бельмонт, Калифорния: Томас Брукс/Коул. 2005. 15.

Авторы и авторство

Контролируемое образование гидрофобных поверхностей путем самосборки амфифильного природного белка из водных растворов

Контролируемое образование гидрофобных поверхностей путем самосборки амфифильного природного белка из водных растворов

Гидрофобные поверхности представляют интерес для многих электронных устройств и биомедицинских приложений для контроля смачиваемости и адсорбционных свойств. Большинство искусственных гидрофобных поверхностей не являются биоразлагаемыми, возобновляемыми или механически гибкими и часто дороги, что ограничивает их потенциальное применение. Натуральные материалы — лучший выбор; однако большинство из них являются гидрофильными и водопоглощающими и общей модификации молекул, дорогостоящего оборудования и фторсодержащего покрытия не избежать. Напротив, зеин, основной белок кукурузы и амфифильный, биоразлагаемый, возобновляемый, гибкий, недорогой биополимер, в изобилии присутствующий в природе, удовлетворяет всем вышеуказанным требованиям.Цель этой работы состоит в том, чтобы сформировать гидрофобную поверхность с помощью простого и недорогого метода самосборки монослоя (SAM) при помощи испарения, индуцированного самосборкой (EISA) зеином. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (ЭДС) использовались для характеристики морфологии поверхности и элементов поверхности. Краевой угол смачивания водой (WCA) применяли для характеристики гидрофобности пленок. Как концентрация зеина, так и концентрация растворителя влияли на гидрофобность пленки.Пленку с высокой гидрофобностью формировали с помощью EISA с контролируемым размером SAM. WCA гидрофобной пленки зеина достигала 126°.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй снова? .

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован.