Пористая пленка: Пористая пленка из сверхвысокомолекуляного полиэтилена высокой плотности SUNMAP™

Содержание

Пористая пленка из сверхвысокомолекуляного полиэтилена высокой плотности SUNMAP™

Пористая пленка из сверхвысокомолекуляного полиэтилена высокой плотности SUNMAP™ | Nitto in Europe (русский)

Пропустить до основного текста

На этом веб-сайте используется JavaScript. Включите поддержку JavaScript в настройках браузера для просмотра его содержимого.

Многофункциональная пленка для универсального применения.

Эта уникальная пористая пленка обеспечивает воздухопроницаемость и низкий коэффициент трения без изменения характеристик СВМПЭ, таких как химическая стойкость и сопротивление истиранию.

Download

Характеристики

  • Пленка SUNMAP уменьшает число повреждений тонкой и мягкой поверхности
  • Пленка легко абсорбирует и десорбирует другие вещества благодаря свойствам пористого СВМПЭ.
  • Он действует как амортизирующий слой, предотвращая повреждение впитывающей пластины и упрощая обслуживание.
  • Доступен широкий выбор видов пленки для различных целей.

Свойства

№ продуктаSUNMAP LC-TSUNMAP HP-5320
Толщина [мм]0,52
Средний диаметр поры [мкм]1724
Воздухопроницаемость [с/100 см3]1,41,5
Пористость [%]3038
Сопротивление растяжению [МПа]128
Удлинение [%]9070
Твердость [шкала ShoreD]4842
Шероховатость поверхности (Ra) [мкм]2,01,2
Коэффициент динамического трения0,10,1

Размер

№ продуктаТолщина [мм]Ширина обработки [мм]Длина листа [мм]Рулонный тип [10 м]Средний размер поры [мкм]Пористость [%]Характеристики
LC0,1100–700100–12001730
0,2
0,3
0,5
1,0100–500100–500
2,0
LC-T0,1100–700100–12001730
0,2
0,3
0,5
1,0100–500100–500
2,0
LC-T53200,2100–500100–5001730
0,3
0,5
1,0
LC-T5320T0,224504501730
LC-TW10,2600–1000Доступно только в рулонах1730
0,3
0,5
LC-TW20,2600–1000
600–1200
1730
0,3
0,5
HP-53202,0100–400100–5002438

[Примечания]

Сферы применения

Back to product category list Back to product detail list

Adobe Reader is required to view PDF files.
If not yet installed, please download it from the Adobe website.

Search by other product categories

Наверх страницы

Пористая пленка из сверхвысокомолекулярного полиэтилена высокой плотности SUNMAP™

Пористая пленка из сверхвысокомолекулярного полиэтилена высокой плотности SUNMAP™ | Nitto in Europe (русский)

Пропустить до основного текста

На этом веб-сайте используется JavaScript. Включите поддержку JavaScript в настройках браузера для просмотра его содержимого.

Пористая пленка пропускает воздух, и при этом характеристики сверхвысокомолекулярного полиэтилена выской плотности не меняются.

SUNMAP™ — это пористая пленка из СВМПЭ, разработанная на основе оригинальной технологии кальцинации Nitto Denko, в которой порошковый СВМПЭ преобразуется в пористую спеченную прессовку, а затем режется. Пористая пленка обладает такими свойствами, как воздухопроницаемость и низкий коэффициент трения, и при этом сохраняет превосходные характеристики свервысокомолекулярного полэтилена, например химическую стойкость, стойкость к износу и легкую удаляемость. Благодаря легкости в обработке ленту можно использовать в различных сферах применения.

Download

Характеристики

  • Пористая пленка с прекрасной воздухопроницаемостью и влагопроницаемостью.
  • Превосходное скольжение благодаря СВМПЭ, который обладает износостойкостью и низким коэффициентом трения.
  • На ленту не воздействуют практически никакие химические соединения, включая кислоты и щелочи.
  • Ее можно использовать для теплоизоляции, штамповки и в качестве заполнителя.

Свойства

№ продуктаSUNMAP LC-T
Толщина [мм]0,5
Средний размер поры [мкм]17
Воздухопроницаемость [с/100 см3]1,4
Пористость [%]30
Сопротивление растяжению [мПа]12
Удлинение [%]90
Твердость [шкала Shore D]48
Шероховатость поверхности (Ra) [мкм]2,0
Динамический коэффициент трения0,1

[Примечания]

Размер

№ продуктаТолщина [мм]Ширина обработки [мм]Длина листа [мм]Рулонный тип [10 м]Средний размер поры [мкм]Пористость [%]Характеристики
LC0,1100–700
100–1200
1730
0,2
0,3
0,5
1,0100–500100–500
2,0
LC-T0,1100–700100–12001730
0,2
0,3
0,5
1,0100–500100–500
2,0
LC-T53200,2100–500100–5001730
0,3
0,5
1,0
LC-T5320T0,22450450
17
30
LC-TW10,2600–1000Доступно только в рулонах1730
0,3
0,5
LC-TW20,2600–1000600–12001730
0,3
0,5
HP-53202,0100–400100–5002438

[Примечания]

Сферы применения

【SUNMAP LC】

  • Подходит для амортизации/крепления стеклянных материалов, например в ЖК-дисплеях.

【SUNMAP LC-T】

  • Антистатический тип SUNMAP LC.

【SUNMAP HP】

  • Подходит для амортизации/крепления сырой керамической пленки.
Back to product category list Back to product detail list

Adobe Reader is required to view PDF files.
If not yet installed, please download it from the Adobe website.

Search by other product categories

Наверх страницы

Пленки пористые – Энциклопедия по машиностроению XXL

Местная (локальная) коррозия. Местная коррозия приводит к возникновению язв, превращающихся со временем в пробоины. Язвы и питтинги (точечные поражения) преимущественно образуются под продуктами коррозии и побочными отложениями, вблизи уровня электролита (ватерлинии), под воздушными пузырьками и каплями. Образование язв происходит на отдельных участках поверхности, недостаточно хорошо покрытых пленкой, а также когда пленка пористая или имеет по  [c.92]

Время схватывания с металлом, время полного высыхания пленки, пористость и проницаемость пленки  [c.55]

Фосфатная пленка пориста и не является надежным средством защиты от коррозии, но отличается хорошей адгезией к металлу, неплохо удерживает масло, лаки и краски. В сочетании с различными маслами и лакокрасочными покрытиями широко применяется для защиты от коррозии.  [c.25]

Аналогичные зависимости обнаруживают также другие металлы, образующие запирающие соли — алюминий, титан, гафний и цирконий. Ванадий и хром ведут себя иначе или потому, что скорости образования и растворения этих пленок у них одинаковы, или оттого, что пленки пористы [74].  [c.456]

Если отношение р1/р2пористая структура. Если же р1/р2>1, то возникает монолитный защитный слой. Щелочные и щелочноземельные металлы образуют окисные пленки пористой структуры. Напротив, железо, медь и никель образуют окисные слои, которые имеют значительно более плотную структуру.  [c.416]

Фосфатированные изделия после сушки для повышения их коррозионной стойкости покрывают лаками или пропитывают смазками, так как фосфатные пленки пористы.  [c.342]

Изучение пленок, снятых с основного металла, позволило сделать ряд весьма интересных заключений, а именно 1) пленки пористы, количество и размер пор различны  [c.14]

Изучение пленок позволило сделать ряд интересных заключений а) пленки пористы, количество и размеры пор различны б) пленки находятся в напряженном состоянии в) поверхность пленки воспроизводит рельеф того участка металла, на котором она образовалась.  [c.14]

II. Сульфидная пленка пориста и хорошо удерживает масло, прочна и противостоит высоким давлениям. Разработано два наиболее приемлемых способа сульфидирования 1) обработка деталей в растворе едкого натра и сульфидов или полисульфидов щелочных металлов при температуре 120—200° 2) электро-  [c.216]

Фосфатная пленка пориста и одна не может служить достаточной защитой от коррозии. Поэтому для придания ей антикоррозионных свойств ее дополнительно обрабатывают в специальных пассивирующих растворах и пропитывают смазкой. Фосфатная пленка обладает низкой твердостью и нестойка против истирания.  [c.156]

Фосфатная пленка пориста и не защищает поверхность от коррозии, однако в сочетании с лакокрасочным покрытием значительно увеличивает срок службы изделия. Высокая антикоррозионная защита поверхности комбинированными фосфатно-лакокрасочными покрытиями объясняется прочностью связи фосфатного слоя с металлом, хорошей водостойкостью и пассивирующим действием фосфатного слоя на металл, а также хорошим сцеплением лакокрасочного покрытия с фосфатным слоем.  [c.12]


Пленка пористая В рабочий состав попала вода. Покрытие подвергалось ускоренной горячей сушке  [c.38]

На интенсивность окисления влияют состав и строение окисной пленки. Если пленка пористая, окисление происходит интенсивно, если плотная, окисление замедляется или даже совершенно прекращается.  [c.44]

Напряжение на пробой зависит также от качества оксидной пленки. Пористая, влажная оксидная пленка характеризуется значительно меньшим пробивным на  [c.379]

Окисная пленка, полученная при анодировании, приводит к увеличению пассивной области на алюминии. Эта пленка пориста, и Именно в порах протекает анодный процесс растворения алюминия. Об этом свидетельствует окрашивание поверх-  [c.15]

Чтобы оксидная пленка обладала защитными свойствами, она должна удовлетворять следующим требованиям быть сплошной, беспористой иметь хорошее сцепление е металлом иметь коэффициент термического расширения, близкий к величине этой характеристики для металла быть химически инертной по отношению к данной- агрессивной среде обладать твердостью и износостойкостью. Если образующаяся оксидная пленка пористая, рыхлая и обладает плохим сцеплением с металлом, то даже при условии ее инертности к данной агрессивной среде она не будет выполнять роль защитной.  [c.77]

При образовании незащитной пленки (пористой) наиболее медленной (лимитирующей) стадией процесса  [c.78]

А=100% (пленка пористая) 30-48 К=50% А=50% 94—137 А=100% (пленка пористая) 45—52 К=50% А=50%  [c.204]

Сплошность и прочность окнсных пленок определяется их плотностью. Если объем образующегося на поверхности металла окисла меньше объема металла VMeONMe окисная пленка — пористая с надрывами, не обеспечивает надежной защиты металла от окисления [734]. В тех же случаях, когда объем окислов больше объема металла, пошедшего на образование пленки, получаются сплошные пленки, хорошо защищающие металл от дальнейшего окисления. Когда на поверхности металла или сплава образуются окислы с низкой температурой плавления или летучие с высокой упругостью испарения, то наблюдается отступление от правила соотношения объемов окисла и металла (табл. 212).  [c.642]

Исследование производили гравиметрическим и электрохимическим потенциодинамическим методами. Гладкие титановые образцы азотировали в атмосфере азота и слой компактного нитрида титана получали в виде пленки. Пористые образцы получали методом реакционного спекания в атмосфере аммиака [2] в виде-круглых дисков диаметром 20 мм и толщиной 3—5 мм, спрессованных из порошка титана марки ПТОМ фракции 50 мк. Содержание нитрида титана в образцах — от 73% до 95%.  [c.52]

Метод растворения пленки в соляной кислоте имеет источник погрешности, которую трудно оценить. Дело в том, что ускоренное растворение пленки, по сравнению с чистой поверхностью железа, обычно объясняется так называемым восстановительным растворением . Кислота весьма медленно растворяет РегОз или Рез04. Но если окисел порист, то на обнаженных участках железа происходит окисление последнего ионами Н. Стационарный потенциал этого процесса отрицательнее, чем равновесный потенциал восстановления РегОз в РеО. Поэтому такое восстановление происходит, а РеО быстро химически растворяется в кислоте. Восстановительному растворению придается большое значение в концепции фазового окисла [29], особенно при трактовке явлений депассивации (однако больпшнство авторов принимает, что в пассивном состоянии пленка беспориста) [30]. В объем раствора кислоты попадает железо из растворившейся щгенки окисла и железо, окисляющееся на обнажившихся местах (если пленка частично растворилась) или в порах (если пленка пориста). Описанный метод не позволяет  [c.222]

Пористость является неотъемлемым свойством оксидной пленки. Пористостью пленок объясняются такие свойства их, как способность впитывать органические и неорганические материалы, набухаемость оксида за счет присоединения воды, хорошая сцепля-емость с лакокрасочными материалами. Однако пористость эта не должна превышать определенный предел, выше которого уменьшаются защитные свойства пленки. Как правило, многофазные сплавы образуют оксидную пленку с большей пористостью.  [c.18]


В состав окисной пленки на этом сплаве, помимо NiO- r20g и WOg входит FeO-СггОд-А12О3 (табл. 10). При высоких температурах пленка пористая (табл. 7—9).  [c.35]

Химической или э 1ектрохимической обработкой можно превратить поверхностный слой металла в определенное химическое соединение, образующее сплошную защитную пленку на поверхности изделия. Такие пленки пористы й часто применяются в качестве подслоя для лакокрасочных покрытий или пропитываются смазкой. Наиболее часто в качестве защитных применяются окис-ные и фосфатные пленки.  [c.154]

Для проверки сплошности пассивирующей пленки на алюминии в состав раствора вводят бихромат калия К2СГ2О7 с соляной кислотой. Если пленка пористая, то через 2—4 мин. цвет раствора меняется от желтого до зеленого. Это указывает на протекание реакции окисления алюминия и восстановления хрома до трехва–лентного иона  [c.15]

Чтобы окисная пленка обладала защитными свойствами, она должна быть не только сплошной и не растворяться в агрессивной среде, но и обладать хорошим сцеплением с основным металлом, близким к нему коэфициентом теплового расширения и т. п. Если окисная пленка пориста, рыхла и характеризуется плохим сцеплением с более глубокими слоями, то даже при условии инертности ее в данной агрессивной среде она не будет обладать защитными свойствами, так как при отделении пленки будут обнажаться новые слои неокисленного металла. Примером металла, образующего хорошую окисную пленку, является алюминий железо, окисляясь на воздухе, дает плохую пленку.  [c.79]

Окисная пленка предохраняет инструмент от приваривания к нему стружки в процессе резания. Окисная пленка пористая и поэтому хорошо удерживает смазку уменьшается трение, что позволяет прн той же стойкости инструмента повышать режимы резания или, наоборот, при тех же режимах резания увеличивать стойкость инструментов на 20—30%, а при обработке вязких сталей аустенитного класса — даже на 100—150%, Кроме того, окисная пленка предохраняет инструмент от ржавления при его храяе ии на складах и в кладовых.  [c.288]

Чем больше пористость пленки, тем ниже ее защитные свойства. С увеличением толщины пленки пористость ее уменьшается. На рис. 49 показаны пленки, полученные при обработке алюминия щавелевой кислотой в течение различного времени (50 секунд и 4 минуты). С утолщением пленкн число видимых пор уменьшается, поры становятся крупнее, причем в местах царапин они располагаются чаще, чем на остальной поверхности. Общая поверхность пор во втором случае меньше, чем. в первом.  [c.77]

Фосфатироваяием называется процесс создания на поверхности стальных пзделий плелки, состоящей из фосфата цинка, марганца, железа или их смеси. Эта пленка пориста, ее сопротивляемость коррозии ограничена. Фосфатная пленка является хорощнм грунтом для лакокрасочных покрытий, обеспечивает хорошее сцепление лаков и красок с металлов и значительно увеличивает их коррозийную стойкость.  [c.266]

Во всей массе набухающих непористых масляных пленок возможны как диффузионные процессы, так и движение ионов. Коррозия на поверхности металлов, защищенных такими пленками, будет, следовательно, происходить вне зависимости от степени пористости пленки (пористость может даже несколько уменьшиться). Таким образом, скорость процесса коррозии в случае набухающих пленок зависит в значительной мере от диффузионных процессов в пленке от скорости диффузии ионов металла, переходящих с анодных участков в раствор, и от скорости диффузии деполяризаторов (водородных ионов или кислорода, растворенного в воде), подходящих к катодным участкам металла. Основное торможение диффузионных процессов происходит, очевидно, в пограничном слое металл—пленка, где действуют силы адгезии, обусловливающие большую плотность мономолекуляр-ного слоя, соприкасающегося с металлом.  [c.315]

Зависимость скорости коррозии сталей, содержащих 0,03 и 0,13% Си, от времени испытания в 10%-ной H0SO4 при 20° С показана на рис. 27. По виду кривой 1 можно предположить, что в процессе коррозии на поверхности металла образуется пленка, тормозящая процесс растворения. Действительно, после коррозионных испытаний на поверхности этой стали обнаруживается медная пленка, хорошо видимая невооруженным глазом. Но эта пленка пористая, затормозить процесс коррозии не в состоянии и коррозия протекает при отрицательном значении стационарного потенциала (—0,250 В), который не зависит от содержания меди в стали и не меняется во времени.  [c.67]

Тепловая изоляция самолетов одновременно должна быть звуковой изоляцией. Задача звуковой изоляции в самолетах является более сложной и важной по сравнению с тепловой изоляцией, так как пределом толщины стенок звуко- и теплоизоляции является 100 мм при весе 1 м 3—3,5 кг. Материалы, применяемые для звукотеплоизоляции самолетов, должны быть легкими, малогигроскопичными, огнестойкими, обладать достаточно высокой характеристикой звукопоглощения и иметь низкий коэффициент теплопроводности. Этим требованиям не в полной мере удовлетворяют следующие теплозвукоизоляционные материалы АСИМ, АТИМС, АТИМСС, АТИМ, комбинации из этих материалов — АТИМО, пенопласты твердые и эластичные и тонколистовая пробка. Эти материалы применяются в виде матов в конструкциях с воздушными прослойками и без прослоек. Внутренняя обшивка теплозвукоизоляции выполняется авиационной тканью, тканью с хлорвиниловой пленкой пористой и непористой, декоративно-облицовочными пластиками и др.  [c.393]

В большинстве случаев продукты коррозии металлов при взаимодействии их с окислительной средой представляют собой пленки, которые остаются на, поверхности металла, что может привести к замедлению коррозионного процесса. Чтобы окисная пленка обладала заш,итными свойствами, она должна быть сплошной, не должна разрушаться в агрессивной среде, должна хорошо сцепляться с основным металлом и должна обладать близким к нему коэффициентом теплового расширения. Если окисная пленка пориста, рыхла и характеризуется плохим сцеплением с более глубокими слоями, то даже при условии инертности ее в данной агрессивной среде она не будет обладать защитными свойствами. Устойчивость металла и сплавов к газовым средам при высокой температуре объясняется защитными свойствами образовавшихся на поверхности металла пленок, т. е. продуктов коррозии. Защитную окисную пленку образует алюминий железо, окисляясь на воздухе, образует малозащитную пленку.  [c.128]


Чтобы окисная пленка обладала защитными свойствами, она должна быть сплошной, ие разрушаться в агрессивной среде, хорошо сцепляться с основным д1еталло.м значения относительного температурного коэффициента линейного расширения пленки и металла должны быть близки. Если окисная пленка пористая, рыхлая и характеризуется плохим сцеплением с более глубокими слоями металла, то даже при условии инертности ее в агрессивной среде она не будет обладать защитными свойствами.  [c.54]

Оксидирование (воронение) — процесс химической обработки стальных деталей, при котором образуются прочные оксидные пленки, имеюп ие состав типа Рез04. Толщина этих пленок обычно составляет 0,5—0,8 мк. Пленки пористы и поэтому могут защищать металл от коррозии лишь при условии заполнения пор нейтральными маслами.  [c.349]

Установлено, что б0vтьшин твo пленок имеет кристаллическую структуру, но более тонкие пленки, полученные при сравнительно низких температурах, могут быть и аморфными. Микрофотографии, полученные на электронном микроскопе, показали, что даже в сравнительно тонких пленках (защитного характера) имеются мельчайшие поры. У более тонких защитных пленок пористость значительно меньше. Возможно, что тончайшие пленки с высокими защитными свойствами, например пленки, вызывающие пассивное состояние, являются уже беспористыми.  [c.40]

Трудности при сварке алюминия и его сплавов обусловлены образованием тонкой прочной и тугоплавкой поверхностной пленки оксида AI2O3, плавящегося при температуре 2050 °С склонностью к образованию газовой пористости склонностью к образованию горячих трещин.  [c.236]

Причиной газовой пористости в сварных швах алюминия является водород. Источник водорода — влага воздуха, которая сильно адсорбируется пленкой оксида на поверхности заготовки и сварочной проволоке. Газовая пористость обусловлена с одной стороны насыщением расплавленного металла большим количеством водорода, с другой — малой его растворимостью в твердом состоянии. Для предупреждения пористости необходима тщательная механическая очистка свариваемой поверхности заготовок и сварочной проволоки или химическая очистка (например, раствором NaOH). При этом с пленкой оксида удаляется скопившаяся на ней влага.  [c.236]


Код ТН ВЭД 3921131000. Плиты, листы, пленка и полосы или ленты, пористые, гибкие, из полиуретанов. Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности ЕАЭС

Позиция ТН ВЭД
  • 39-40

    VII. Пластмассы и изделия из них; каучук, резина и изделия из них (Группы 39-40)

  • 39

    Пластмассы и изделия из них

  • II. ОТХОДЫ, ОБРЕЗКИ И СКРАП; ПОЛУФАБРИКАТЫ; ИЗДЕЛИЯ

  • 3921 …

    Плиты, листы, пленка и полосы или ленты из пластмасс, прочие

  • 3921 1 …

    пористые

  • 3921 13 …

    из полиуретанов

  • 3921 13 100 0

    гибкие


Позиция ОКПД 2
  • 22.21.41

    Плиты, листы, пленка и полосы (ленты) прочие пластмассовые пористые

Таможенные сборы Импорт
Базовая ставка таможенной пошлины 6.5%
реш.54
Акциз Не облагается
НДС

Комплектующие для гражданских воздушных судов

Полимеры.. Каучук.. (НДС-авиазапчасти):

Федеральный закон 117-ФЗ от 05.08.2000 ГД РФ

 

0% – авиационные двигатели, запасные части и комплектующие изделия, предназначенные для строительства, ремонта и (или) модернизации на территории Российской Федерации гражданских воздушных судов, при условии представления в таможенный орган документа, подтверждающего целевое назначение ввозимого товара

20% – Прочие

Экспорт
Базовая ставка таможенной пошлины Беспошлинно
Акциз Не облагается

Рассчитать контракт

Особенности товара

Загрузить особенности ИМ Загрузить особенности ЭК

Пленка коды ТН ВЭД (2020): 3920910000, 3920102500, 3920102400

Упаковка полимерная для пищевой продукции: пленка 3920491009
Упаковка полимерная для пищевой продукции: пленка, 3920
Упаковка полимерная для продукции промышленного и бытового назначения: пленка, 3920108900
Упаковка полимерная для продукции промышленного и бытового назначения: пленка 3919101200
Упаковка полимерная для пищевой продукции: пленка полиэтиленовая, 3921
Упаковка полимерная для пищевой продукции: пленки, 3920431009
Упаковка полимерная для пищевой продукции: пленки 3920102500
Упаковка полимерная для продукции промышленного и бытового назначения: пленки 3919
Упаковка полимерная для непищевой продукции: пленка 3920102500
Пленка полиэтиленовая 3920102800
Пакеты из полимерной многослойной пленки 3923210000
Упаковка полимерная для пищевой продукции: пленка полиэтиленовая 3920102500
Упаковка потребительская: пленка полиэтиленовая термоусадочная (1250/850/1750 мм) 3923210000
Полимерная многослойная пленка 3921909000
Упаковка полимерная промышленного и бытового назначения: пленка 3920104000
Упаковка полимерная для продукции промышленного и бытового назначения, включая продукцию легкой промышленности: пленка 3919900000
Упаковка полимерная для продукции промышленного и бытового назначения: пленки, 3921906000
Упаковка полимерная: пакеты из полимерной многослойной пленки 3923210000
Перекись водорода раствор для наружного и местного применения 3 % 100 мл, флаконы п/э (25), пленка термоусадочная ЛП-001779 от 23.07.2012 (дата переоформления РУ 03.06.2015) 3004900002
Упаковка полимерная для продукции промышленного и бытового назначения: пленка полиэтиленовая, 3919900000
Упаковка полимерная: пленка 3920104000
Упаковка полимерная для продукции бытового назначения: пленка 3920208000
Упаковка полимерная: пленка полиэтиленовая 3920102500
Упаковка полимерная: пленка для пищевой продукции 3920102400
“Хлеб итальянский деревенский” подовый из муки пшеничной высшего сорта неупакованные и упакованные в бумажные пакеты, в пленку, пакеты из полимерных или комбинированных материалов 1905

(PDF) Атомно-силовая микроскопия пористых сегнетоэлектрических PZT пленок

Атомно-силовая микроскопия пористых

сегнетоэлектрических PZT пленок

Е.В. Гущина1, Н.В. Зайцева1, Л.А. Делимова1, Г.А. Орлов2, Д.С. Серегин2, К.А. Воротилов2

1ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, 194021, Россия

2МИРЭА-Российский Технологический Университет, Москва, 119454, Россия

АБСТРАКТ. Методами АСМ, СЭМ, XRD исследованы сегнетоэлектрические пористые золь-гель PZT пленки. Одним из эффективных

способов увеличения толщины пленки без растрескивания является введение органического полимера (порогена) в пленкообразующий

раствор PZT. Пороген разрушается во время отжига, тем самым образуя пористую структуру, в которой ослабляются механические

напряжения. В качестве порогена использовался поливинилпирролидон (PVP) с молекулярной массой 360000. С помощью контактной

АСМ изучены топография поверхности и локальное распределение токов в PZT пленках. Сравнительный анализ профилей сигналов

топографии и тока и выявить изменения в распределении тока с ростом содержания PVP. Изменение сигнала пьезоотклика выявило

влияние содержания PVP на области переключаемого сигнала.

ОБРАЗЦЫ

Топография и карты распределения тока в пленках

Проводящая АСМ

Благодарности: авторы Н. Зайцева, Л. Делимова, Д. Серегин и К. Воротилов

благодарят проект РФФИ № 19-02-00148.

Пленки Pb(Zr0.48Ti0.52)O3толщиной 400-700 nm формировались на Si/SiO2/Ti/Pt

подложках из растворов с добавлением 0 – 20 вес.% PVP с молекулярной массой

360000, с сушкой каждого слоя при 150 и 400°С и кристаллизацией каждых пяти

нанесенных слоев при 650 °С длительностью 10 мин.

Seregin D, VorotilovK, Sigov A and Kotova N, Ferroelectrics 484, 43 (2015)

ВЫВОДЫ

•Показано, что в пленке без PVP локальные токи протекают внутри зерен, образующих

плотную столбчатую структуру. При концентрациях 1-3 вес.% PVP наблюдаются всплески

межзеренного тока, но с превышением 6 в ес.% PVP локальный ток, протекающий в области

пор, превышает величину тока, регист рируемого в области зерен.

•PFM-исследования также свидетельствуют об уменьшении площади переключаемого

сигнала и размытии изображений в пленках c содержанием PVP более 6 вес.%., что

коррелирует с результатами исследования к-AСM.

•Эти результаты согласуются с данными XRD и СЭМ, согласно которым с ростом содержания

PVP структура пленки трансформируется от столбчатой структуры зерен перовскита с

отдельными включениями пор к губчатой и гранулярной структурам.

0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0

0

100

200

300

(c)

h, nm

X,

m

h

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

PVP 6.6 wt%

I

I, pA

6.6% PVP

СЭМ измерения PZT пленок: cross-section and top views

XRD измерения свидетельствуют

о трансформации кристаллической

структуры пленок с увеличением

содержания PVP. Плотные PZT

пленки имеют преимущественную

(111) перовскитную (Pe) текстуру и

более слабую (100), что типично для

столбчатой структуры зерен,

выращенныхна(111)Pt.В

пористых PZT пленках сильная

столбч атая тексту ра разрушает ся и

изменяется на Pe (110).

d)

14% PVP3% PVP

Из сравнения сигналов

топографии и локального

тока вдоль пунктирной

линии видно, что в пленках

с превышением 6 вес.% PVP

локальный ток,

протекающий в области

пор, превышает величину

тока, регистрируемого в

области зерен.

0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0

0

30

60

90

(c)

14 wt% PVP

h, nm

X,

m

h

0,00

0,02

0,04

0,06

I

I, pA

14% PVP

024

0

20

40

(c)

PVP 0%

h, nm

X, m

h

0,0

0,2

0,4

I

I, pA

0% PVP Светлые области на изображении

топографии (a) соответствуют зернам

(150-400 нм) и коррелируют со светлыми

областями проводимости на

изображении токов (b). Минимумы на

профиле сигнала топографии

соответствуют границам зерен.

а) b)

а) b)

b)

а)

20 30 40 50 60 70 80

0

10000

20000

30000

40000

(110)

(211)

(110)

6.6% PVP

1% PVP

0% PVP

2,deg.

ntens

ty,a.u.

Si004

Pt111

PZT222

PZT200

PZT(111)

PZT100



 acacR VdSinVdP 3333

PZT U

0% PVP

-20V +20V

3% PVP

-20V +20V

P

P

6.6% PVP

-20V

+20V

20% PVP

-20V +20V

Пьезоэлектрический сигнал в PZT пленках

Резкий контраст в изображениях сигнала пьезоотклика свидетельствует о том, что в пленках присутствуют

сегнетоэлектрические домены, переключаемые электрическим полем. Светлые и темные изображения

пьезоотклика указывают на поляризацию upwards (Р ) и down (Р ), соответственно. При содержании PVP более

6% область переключаемогосигнала умень шаетсяи размывается.

0 % PVP 6.6% PVP 20% PVP

а) b)

С ростом PVP структура пленки трансформируется от столбчатых зерен с отдельными включениями пор к гранулярной структуре

Видно, что вдоль пунктирной линии

сигнал топографии фактически

повторяет форму сигнала локального

тока. Положение сигнала нулевого

тока коррелирует с границами зерен,

подтверждая тем самым, что

границы зерен непроводящие. Токи

текут внутри зерен.

International conference

PhysicA.SPb/2020

Сессия 1, № 1-13.89045160787

[email protected]

3343E Нераздражающая защитная пленка 3М™ Cavilon™. Пористый аппликатор, 1 мл, стерильная упаковка

Защитная нераздражающая пленка Cavilon No Sting Barrier Film представляет собой уникальную систему защиты поверхности кожи от агрессивного влияния мочи и кала. Надежный барьер действует на протяжении 72-х часов. По истечении времени пленка растворяется под воздействием кожных липидов. Специально удалять пленку не требуется. При необходимости досрочного удаления, пленку можно смыть медицинским растворителем адгезивных веществ.

Не содержит спирта, поэтому, не сушит кожу. При использовании не вызывает дискомфорта и болезненных ощущений. После нанесения спрея, на поверхности кожи образуется прозрачная тонкая пленка, пропускающая воздух и эффективно отталкивающая влагу. Средство не вызывает аллергических реакций и не содержит токсичных веществ. Удобен для обработки большой поверхности кожи. Нельзя применять средство для обработки открытой поверхности раны или при инфицированном поражении кожи.

3M™ Cavilon™ является уникальной клинически доказанной системой защиты кожи, которая обеспечивает надежный барьер для целостной и поврежденной кожи, от физиологических жидкостей и раздражителей на протяжении до 72 часов.
Не содержит спирт: не вызывает болевых ощущений даже при применении на воспаленную и поврежденную кожу. 

  • Надежная защита на протяжении до 72 часов.
  • Прозрачный и ультратонкий.
  • “Дышащий” влагоустойчивый барьер.
  • Гипоаллергенный и нецитотоксичный

Показания для использования 3M™ Cavilon™ 
3M™ Cavilon™ обеспечивает длительную защиту поврежденной и ослабленной кожи от раздражителей. 
Продукт может быть использован для предотвращения и лечения мацерации и раздражений.

Показания

  • Защита кожи в перинеальной области от контакта с физиологическими жидкостями
  • при недержании кала и урины, а также уход за кожей в области стом всех типов.
  • Защита кожи от жидкостей в области трахеостомы, дренажей и фистул.
  • Защита кожи в околораневой области от мацерации, которая возникает в следствии контакта с раневым экссудатом, защита регенерирующей кожи в экссудирующих ранах, а также во время терапии при помощи вакуумного закрытия ран.
  • Предотвращение адгезивной травмы кожи при использовании хирургических пластырей и повязок на чувствительной коже.
  • Защита кожи от натирания и опрелостей в складках.
  • Защита маркировок на коже.

3M™ Cavilon™ 
может быть использован для взрослых пациентов, детей,
а также новорожденных (старше одного месяца).

Противопоказания

3M™ Cavilon™ нельзя использовать:

  • как единственную физическую защиту открытой раны, а также на инфицированных участках кожи (например: грибковое поражение).
  • как единственный покров для раны, которую необходимо закрывать повязкой для предотвращения бактериальной инфекции, например, места введения венозного катетера.

Инструкции по использованию:

1. Кожа должна быть чистой и сухой перед нанесением защитной нераздражающей пленки Cavilon No Sting Barrier Film.

2. Аппликатором нанести равномерный слой пленки на всю поврежденную или ослабленную кожу. 

3. Если при нанесении пленки на кожу, пропущен небольшой участок, повторное нанесение пленки на  эту область возможно только после полного высыхания первого слоя (примерно 30 секунд). В ситуации, когда на кожу воздействует обильное отделяемое физиологических жидкостей, второе нанесение  пленки возможно  после полного высыхания первого слоя. 

5. Если защитная нераздражающая пленка Cavilon No Sting Barrier Film применяется в области складок, надо убедиться, что  не произойдет контакта кожи пока пленка полностью не высохнет. 

6. при использовании пластыря, повязки: 

1) не допускают полного высыхания защитной нераздражающей пленки Cavilon No Sting Barrier Film перед нанесением повязки или пластыря. 

7. При использовании в качестве защиты против биологических жидкостей: 

1) повторное применение защитной нераздражающей пленки Cavilon No Sting Barrier Film рекомендуется через каждые 24-72 часов, в зависимости от частоты смены калоприемника. 

2) в крайних случаях (например, при постоянном контакте кожи с биологическими жидкостями), применение защитной нераздражающей пленки Cavilon No Sting Barrier Film возможно через каждые 12-24 часов. 

8. при желании, пленка может быть удалена с помощью медицинского антиклея .

 

Нет отзывов об этом продукте

Пористая пленка

– обзор

10.1.3 Пористые пленки

Пористые пленки обычно образуются путем смешивания определенной доли органической или неорганической несовместимой частицы с полимером, который экструдируется и затем подвергается однонаправленному или двунаправленному растяжению. Обычно используемые наполнители включают тальк или карбонат кальция. Пленки, полученные из этих наполнителей, кажутся белыми или серебристыми, поскольку пустоты вокруг талька или карбоната кальция влияют на пропускание света через пленку.Эти пористые пленки в основном используются для изготовления герметичных пленок для гигиенических материалов, таких как одноразовые бумажные подгузники и упаковочные материалы (например, в качестве оберток для шоколадных батончиков, пакетов для соленых закусок, таких как картофельные чипсы, упаковки для лекарств), и обычно применяются для называется «выбросить» виды использования, при которых пленки бросают сразу после использования.

EP0510998 A2 (1992) и JPH0827296 A (1996) MITSUI TOATSU CHEMICALS раскрывает пористую пленку, образованную экструзией из расплава в пленку, смесь, состоящую из 100 частей по массе композиции на основе PLA, содержащей 80-95 мас. % PLA или его сополимера и 20–5 мас.% пластификатора, выбранного из триэтилацетилцитрата и трибутилацетилцитрата; и 40–250 частей по массе тонкодисперсного порошкового наполнителя, имеющего средний размер частиц 0.3–4 мкм; затем растягивают пленку в 1,1–10 раз хотя бы в осевом направлении. Пористая пленка используется для упаковки или фильтрующего материала.

JP2003082140 A (2003) и JP2004149679 A (2004) UNITIKA LTD раскрывают пористые пленки, полученные путем двухосного вытягивания экструдированной из расплава пленки, содержащей PLA, алифатический ароматический сополиэфир, мелкодисперсный порошковый наполнитель и обычный пластификатор. Подходящим наполнителем является сульфат бария, карбонат кальция и / или оксид магния. Пластификатор выбирают из алифатических поливалентных карбоксилатов, сложных эфиров алифатических многоатомных спиртов, простых эфиров алифатических многоатомных спиртов и сложных эфиров оксикислот.Пористые пленки имеют пористость ≥10%.

JP2007112867 A (2007, KAO CORP) раскрывает пористую пленку, которую получают путем растяжения, по меньшей мере, одноосно пленки, содержащей PLA, наполнитель и обычный пластификатор на основе полиэфира.

Согласно WO2012023465 A1 (2012, TORAY INDUSTRIES), методы, описанные в JP2007112867 A и JP2004149679 A, недостаточно эффективны для улучшения влагопроницаемости, хотя и способны в определенной степени, и получаемые пленки имеют плохую термостойкость и сопротивление вытеканию.

JP2007254509 A (2007, ASAHI KASEI CHEMICALS CORP) раскрывает пористую пленку PLA, имеющую скорость пропускания водяного пара при 38 ° C при относительной влажности 90% не менее 10000 г мкм / (м 2 день), очевидное плотность не более 1,10 г / см 3 и абсолютное значение степени ориентации не более 0,15 и получается обработкой формованного изделия из PLA, имеющего кристалличность не более 30%, смешанным растворителем, состоящим из не менее двух растворителей. имеющие разную степень проникновения в аморфную часть ПЛА.

KR101030231 B1 (2011, FOLLRI SCIEN TEC CO LTD) раскрывает пористую пленку на основе PLA, полученную экструзией из расплава композиции, содержащей 100 мас.ч. PLLA, 5–500 мас.ч. PDLA и 0,1–10 мас.ч. наночастиц неорганических средний диаметр частиц 10–500 нм для образования пленки; и формирование пор на пленке с помощью лазера или механической штамповки так, чтобы проницаемость для кислорода составляла 5000–50 000 см 3 / м 2 день атм.

WO2012023465 A1 (2012, TORAY INDUSTRIES) раскрывает пористую пленку, содержащую 100 мас.ч. смеси, состоящей из (1) PLA (10–95 мас.%) И (2) термопластичного полимера (5–90 мас.%), Который это не PLA, а 1–400 pbw наполнителя.Пористая пленка имеет пористость 1–80%. Присутствие полимера (2) обеспечивает улучшенную гибкость и влагопроницаемость. Примеры полимеров (2) включают PBAT (Ecoflex ® FBX7011, BASF), PBS (GSPla ® AZ91T, Mitsubishi Chemical Corporation) и PBSA (Bionolle ® 3001, Showa Highpolymer Co Ltd). Пористая пленка на основе PLA, как утверждается, обладает высокой гибкостью, влагопроницаемостью (> 1000 г / м 2 день), термостойкостью и сопротивлением вытеканию (коэффициент потери массы после обработки горячей водой ≤10%).Пористая пленка PLA может предпочтительно использоваться в приложениях, требующих гибкости, влагопроницаемости и термостойкости. Конкретные области применения включают медицинские и санитарные принадлежности, материалы для одежды и упаковочные материалы.

Пористая пленка / дышащий материал

Пористая пленка / дышащий материал | Nitto в Европе

Перейти к основному тексту

Этот сайт использует JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript в настройках вашего браузера, чтобы просматривать его содержимое.

Вы можете сузить круг продуктов, которые ищете, при различных условиях.
Если вы не можете найти продукты, которые ищете, свяжитесь с нами через контактную форму или службу технической поддержки.

Вы сделали интересный выбор, которого нет в нашем стандартном предложении продукции.


Давайте вместе создадим что-то новое, свяжитесь с нами сегодня!

Нажмите здесь, чтобы связаться с нами

Толщина (мм) 0,25 / 0,27 / 0,35
Прочность сцепления (Н)
Тип шасси PE пористая пленка
Толщина (мм) 0.13
Прочность сцепления (Н) 4,9
Тип шасси Нетканое полиэфирное волокно
Свяжитесь с нами ・ Образцы запросов

Рабочие часы (WET) с 8:00 до 17:00 (кроме субботы, воскресенья и праздничных дней)

Nitto присутствует в 14 странах региона EMEA.Найдите здесь свои местные контактные данные.

К началу страницы

границ | Пористые поверхностные пленки с настраиваемой морфологией и гидрофобными свойствами на основе блок-сополимера под действием термического отжига

Введение

Блок-сополимеры обеспечивают идеальную платформу для изготовления новых микроструктурированных материалов для передовых технологий, например биологических материалов (Lai et al., 2011; Писарро и др., 2016). Кроме того, эти материалы считаются очень привлекательными для использования в синтезе функциональных микроструктур (Kim et al., 2007; Oz et al., 2008; Wen et al., 2008; Tobis et al., 2010; Zhang et al., 2010; Yao et al., 2011). В таких областях размер полимерного домена, разделение и степень порядка используются для определения влияния различных параметров процесса с целью достижения оптимизации процесса самосборки (Guarini et al., 2002). Морфология и размер домена обычно контролируются регулировкой длины отдельных блоков, в то время как молекулярная масса сополимера определяет абсолютные размеры шаблона (Shirtcliffe et al., 2011; Cardoso et al., 2015; Hong et al., 2016). Более того, недавние исследования показали, что можно получить супергидрофобные поверхности, настроив шероховатость и морфологию поверхности блока сополимера (Wu et al., 2016). Несколько супергидрофобных поверхностей были получены на гидрофильных материалах путем создания соответствующей шероховатости (Hosono et al., 2005; Zhu et al., 2006; Cao et al., 2007; Karlsson et al., 2010; Celia et al., 2013) . Литература свидетельствует о большом интересе к фундаментальным исследованиям и практическим приложениям по этим темам (Lai et al., 2011; Shirtcliffe et al., 2011; Yao et al., 2011; Кумар и др., 2015).

В данной работе мы сообщаем о получении пленок блок-сополимеров с различной структурой. Это было достигнуто путем внесения изменений в структуру и морфологию гидрофильных сомономеров с помощью темплатной обработки и термического отжига. Хорошо известно, что свойства поверхности пленки сильно зависят от однородности в микро / нанометровом масштабе (т.е. структурные домены) и от иерархических структур, образованных этими доменами.Оба фактора часто играют основную роль в желаемом приложении. Полученные здесь микроструктурированные пористые пленки могут составлять новые материалы для потенциального применения в биомедицине; например, как поддержка роста клеток с биологическими целями. Кроме того, гидрофильные домены, состоящие из групп карбоновых кислот, должны служить трехмерными каркасами для дальнейших химических модификаций, которые будут иметь дополнительный потенциал в таких областях, как катализ и газовые / химические сенсоры (Phillip et al., 2010; Нуньес и др., 2011; Hilke et al., 2013; Baettig et al., 2017).

В этой статье мы специально сообщаем о серии экспериментов, в которых мы систематически меняли параметры обработки шаблонов, чтобы понять их влияние на процесс самосборки. Кроме того, мы исследуем влияние термического отжига на контроль однородности пленок, поддерживая практически постоянную толщину пленок и молекулярную массу. Ожидается, что блок-сополимеры, содержащие различные блочные единицы, будут производить самособирающиеся микроструктуры с настраиваемой морфологией, дающие пористые и шероховатые поверхностные пленки.Впоследствии также исследовали смачиваемость пористых полимерных пленок.

Контроль за структурой сополимера критически важен для получения пористых структурированных пленок. По этой причине была использована радикальная полимеризация с переносом атома (ATRP). Метод ATRP более универсален, чем другие методы полимеризации, такие как синтетический путь, основанный на анионной и катионной полимеризации. Для последнего требуются строгие рабочие условия, и реакция ограничивается определенными типами мономеров.С другой стороны, ATRP очень привлекателен из-за его устойчивости к примесям, совместимости с широким спектром мономеров и относительно мягких условий полимеризации (Wang and Matyjaszewski, 1995; Coca et al., 1998; Huang et al., 2012). .

Блок-сополимеры были получены с использованием метода ATRP на основе полистирола (PS) (первый блок) и гидрофильных сомономеров диметилаллилмалоната (DMM), диметилитаконата (DMI) и трет-бутилакрилата (tBA), образующих второй блок. .Блок-сополимеры были охарактеризованы с использованием эксклюзионной хроматографии (SEC), FT-IR, рамановской спектроскопии и спектроскопии 1 H-ЯМР. Термический анализ проводился методами ТГА и ДСК. Впоследствии пористые полимерные пленки были приготовлены на стеклянных подложках в контролируемых экспериментальных условиях. Морфология поверхности полимерных пористых пленок была охарактеризована с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) и атомно-силовой микроскопии (AFM), гидрофильность поверхности наблюдалась с помощью статического краевого угла смачивания воды (WCA).Наконец, толщина пленки была определена методом эллипсометрии.

Детали эксперимента

Материалы

Бромид меди (I) (CuBr, 98%) был поставлен Sigma-Aldrich и был дополнительно очищен с повторным перемешиванием в течение ночи в ацетоне при комнатной температуре. Твердое вещество промывали этанолом и диэтиловым эфиром перед сушкой при 50 ° C в вакууме в течение 24 часов. Пероксид бензоила (BPO, 75% остаточной воды), 2,2-бипиридин (BPy, 99%) и фторид тетрабутиламмония (1,0 н. В THF) были приобретены у Sigma-Aldrich и использовались в полученном виде.Стирол (Sigma-Aldrich Chemicals) промывали 5% водным раствором NaOH и затем перед использованием перегоняли при пониженном давлении. Все остальные реагенты и растворители были аналитической чистоты и использовались в полученном виде: диметилаллилмалонат (DMM), диметилитаконат (DMI) и трет-бутилакрилат (tBA) (Sigma-Aldrich, 99%).

Контрольно-измерительные приборы и оборудование

1 Спектры Н-ЯМР записывали в растворе на спектрометре Bruker AC 250 (Bruker, Карлсруэ, Германия) при комнатной температуре с дейтерированным диметилсульфоксидом (ДМСО-d 6 , 99.8%) и дейтерированный хлороформ (CDCl 3 ) в качестве растворителя. Спектры FT-IR получали с использованием Bruker Vector 22 (Bruker Optics GmbH, Inc., Эттлинген, Германия). Молекулярные массы [среднечисловая ( M n ) и средневесовая ( M w )] и молекулярно-массовое распределение (полидисперсность, M w / M n ) полимеры определяли с помощью эксклюзионной хроматографии (SEC) с использованием прибора Shimatzu LC 20, оснащенного детекторами RI с ДМФА в качестве растворителя (скорость потока: 1.0 мл / мин). Структурные и колебательные свойства сополимерных пленок были охарактеризованы с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света на приборе LabRam 010 от ISA, оснащенном гелий-неоновым лазером 5,5 мВт, 632,8 нм без фильтра. В рамановском микроскопе используется геометрия обратного рассеяния, при которой падающий луч линейно поляризован с соотношением 500: 1. Объективом объектива микроскопа был Olympus Mplan 100x (числовая апертура 0,9). Оптические свойства исследовали по спектрам поглощения в УФ-видимой области и флуоресценции.Спектры поглощения пленок регистрировали при 25 ° C в диапазоне от 250 до 700 нм с использованием спектрофотометра Perkin Elmer Lambda 35. Температурные исследования регистрировали с помощью термогравиметрического анализатора Star System 1 (TGA) при скорости нагрева 10 ° C / мин. Морфологические свойства самоорганизующихся блок-сополимеров исследовали методами SEM и AFM. РЭМ представлял собой модель LEO 1420VP с током пучка 100 мкА и рабочим расстоянием 12–14 мм. Микроскоп работал в высоком вакууме (системный вакуум ~ 10 -6 мбар и камера 10 -3 мбар).Морфология поверхности пористых пленок сополимера была охарактеризована методом АСМ с использованием Nanonics MultiView MV1000. В АСМ измерениях использовались кремниевые кантилеверы n-типа (f 1/4 37,2 кГц ; k 1/4 0,01–0,60 Н / м; радиус острия 10 нм) в контактном режиме или кантилеверы из оптоволокна. . Статистический анализ полученных изображений проводился с помощью программы обработки изображений Gwyddion 2.37. Порошковый полимер растворяли в ТГФ и наносили на предметные стекла с использованием метода нанесения покрытия центрифугированием с линейными изменениями скорости вращения 500 об / мин в течение приблизительно 10 с и 1600 об / мин в течение ~ 10 с.Машина для нанесения покрытий KW-4A (Chemat Scientific) в сочетании с безмасляным вакуумным насосом (Rocker Chemker 410) использовалась для нанесения растворов сополимеров на стеклянную подложку. Измерения краевого угла смачивания проводили в стандартном гониометре / тензиометре Ramé-hart model 250 (каталожный номер 250-U1) с использованием метода «неподвижная капля на капле» над твердой подложкой. Многоугольный лазерный эллипсометр модели SE 400adv (SENTECH Instrument GmbH) использовался для выполнения оптических измерений; He – Ne-лазер (λ = 633 нм) в нулевой конфигурации PCSA, который использовался для определения толщины пленки.Угол падения лазерного луча составлял 60,5 ° по отношению к нормальному образцу.

Синтез и характеристика макроинициатора

Синтез ПС проводили согласно литературным данным (Beers et al., 1999; Teodorescu et al., 2000; Min et al., 2005). Стирол и каталитическую систему [BPO]: [CuBr]: [BPy] в мольном соотношении 100: 1: 1/2 добавляли в колбу для полимеризации в атмосфере газообразного азота. Полученный полимер осаждали метанолом, а затем продукт сушили при 60 ° C в вакууме до постоянного веса (выход: ~ 80%).Макроинициатор был получен с узким индексом полидисперсности ( D = 1,13). Экспериментальные данные PS-Br представлены в таблице 1. Спектры 1 H-ЯМР (δ м.д.) PS показали сигналы при 1,42 [2H, -CH 2 от основной цепи]; 1,86- [1H,> CH-Ar боковая цепь, соответственно, от S] и 6,60 [2H, m, H-Ar], при 7,34 [3H, s, H-Ar]. Спектры FT-IR показали характерные полосы поглощения при 3026 см. -1 [υ (CH, CH 2 и CH ароматический)]; 2,921 см -1 [υ (CH, CH 2 )]; 1,943–1,721 см -1 [υ (ароматический обертон)]; 1600 см -1 (натяжение C-C, ароматическое кольцо) и 1448 см -1 [υ (сгибание -C-H, CH 2 )]; 756 и 697 см. -1 [υ (сгибание монозамещающего ароматического кольца)].

Таблица 1 . Условия и результаты экспериментов с амфифильными блок-сополимерами.

Синтез блок-сополимеров

Амфифильные блок-сополимеры на основе PS с блоками акриловой кислоты (AA), итаконовой кислоты (IA) и аллилмалоновой кислоты (AMA) были получены с помощью ATRP с использованием CuBr / BPy в качестве каталитической системы с сомономерами DMM / DMI / tBA в молярном соотношении 1/1/2/100 с образованием сначала предшественников поли (стирол- b -трет-бутилметакрилат) PS- b -PtBA; поли (стирол- b -диметилаллилмалонат) PS- b -PDMM и поли (стирол- b -диметилитаконат) PS- b -PDMI, а затем амфифильные блок-сополимеры PS-b-PAA, PS-b -ПИА.Впоследствии были получены PS-b-PAMA с молекулярной массой приблизительно от 14000 до 16500 Да, см. Таблицу 1 и схему 1. Это было выполнено в соответствии с аналогичными описанными процедурами (Coca et al., 1998; Hamley, 1998; Beers et al. al., 1999; Teodorescu et al., 2000; Min et al., 2005; Pizarro et al., 2013, 2015).

Схема 1 . Структуры самоорганизующихся блок-сополимеров: ПС- б -ПАА; ПС- б -ПИА; и PS- b -PAMA были получены из его предшественников с помощью процедуры гидролиза, соответственно.

Процедура

Синтез блок-сополимера ПС- b -ПДММ проводили с сомономерами ПС-Br / CuBr / BPy / в мольном соотношении 1/1/2/100 (Coca et al., 1998; Pizarro и др., 2013). Сначала 0,1581 ммоль макроинициатора, предполагая, что молярная масса PS составляет Mn = 11701 Да, добавляли в колбу для полимеризации и растворяли в 3 мл ТГФ. Затем при интенсивном перемешивании при комнатной температуре добавляли 15,81 ммоль мономера DMM и 0,3162 ммоль лиганда BPy.Затем смесь продували жидким азотом. При перемешивании при 25 ° C в течение 20 мин в систему добавляли 0,158 ммоль CuBr и помещали на масляную баню при 85 ° C на 4 часа. После реакции полученный PS- b -PDMM растворяли в ТГФ и многократно осаждали в метаноле, а затем сушили при 60 ° C в вакууме до постоянного веса с получением конечного продукта (выход: ~ 60%). Аналогичные процедуры были выполнены для PS- b -PtBA и PS- b -PDMI. Серия блок-сополимеров с узкой дисперсностью ( D = 1.11–1.23), были получены кислотным гидролизом алкиловых сложноэфирных связей с получением блок-сополимеров с характеристиками сборки, см. Таблицу 1 и схему 1. Подобные индексы полидисперсности сообщались в других источниках (Ashford et al., 1999; Davis et al., 2000; Wang et al., 2000; Ke et al., 2010).

Подготовка проб к морфологическому исследованию

Приблизительно 3 мг полимера перемешивали в 1 мл растворителя (THF). Полученный раствор наносили на стеклянную подложку. Пористые пленки обычно получали в течение 30 мин из-за высокой летучести растворителя.Затем образцы нагревали при 120 ° C в течение 2 ч.

Результаты и обсуждение

О блок-сополимеризации на основе полистирола с трет-бутилакрилатом (ТВА) сообщалось ранее (Coca et al., 1998; Beers et al., 1999; Teodorescu et al., 2000; Min et al., 2005; Pizarro et al., 2013, 2015; Yu et al., 2016), однако использовались блок-сополимеры с диметилаллилмалонатом (DMM) и диметилитаконатом (DMI) в качестве специфических мономеров. Насколько нам известно, о блок-сополимерах с мономерами DMM и DMI еще не сообщалось.В качестве сравнительной модели был взят PS- b -PtBA.

Характеристика блок-сополимеров

Блок-сополимеры растворимы в хлороформе, ацетоне, ДМФ и ДМСО. Спектры ЯМР 1 H (400 Гц, CDCl 3 , δ м.д.) для блок-сополимера PS- b -PDMM (в качестве примера) ясно показывают резонансные сигналы при (δ, м.д.): 7,20 [ 3H, s (широкий), H – Ar]; 6,60 [2H, м, H – Ar]; 3,75 [6H, s, -O-CH 3 ]; 3.60 [1H, s,> CH–]; 2,60 [2H, s, –CH 2 -]; 1,90 [1H, с (широкий),> CH – Ar]; 1,42 [5H, s (широкий),> CH-. –CH 2 -], см. Рисунок 1. Спектры ЯМР 1 H (400 Гц, CDCl 3 , δ м.д.) для блок-сополимера PS- b -PAMA (в качестве примера) показывают те же сигналы, за исключением сигнала гидролизованного блок-сополимера, который показывает уменьшение интенсивности сигнала при 3,5–3,6 м.д., что соответствует процентному гидролизу сложного алкилового эфира, что указывает на образование групп -COOH.Процедуру гидролиза осуществляли обработкой фторидом тетрабутиламмония [TBAF, (C 4 H 9 ) 4 NF], как описано в литературе (Hamley, 1998), выход по массе ~ 80%.

Рисунок 1 . (A, B) 1 Спектры H-ЯМР PS-b -DMM и PS- b -PAMA (CDCl 3 ).

Рамановский анализ сополимеров

Спектры комбинационного рассеяния

(см. Рис. 2) показали сильный пик при 2910–3050 см –1 , относящийся к ароматическим протонам (растяжение C – H при изгибе плоскости), и полосу низкой интенсивности при 1721 см –1 , приписываемую в C = O (растяжение).Полоса при 1,451 см -1 была отнесена к алкенам (изгиб –CH). Полоса при 1189 см -1 была отнесена к C – O-валентным эфирным группам. Сильный сигнал на 998 см -1 был отнесен к ароматическому C – C (растяжение), а полоса при 618 см -1 отнесен к ароматическому C – H (выходящий из плоскости в противоположном направлении).

Рисунок 2 . Рамановские спектры блок-сополимеров АМА ПС -b- и ПС -b- .

Термические исследования и оптические свойства

TGA использовали для оценки влияния гидрофильного блока на температуру термического разложения (TDT) диблок-сополимеров.Кривые ТГА на Фигуре 3A показывают три кривые разложения в один этап; для PS- b -PAA и PS- b -PIA. Полученные блок-сополимеры имеют экстраполированную температуру термического разложения (TDT) от 380 до 388 ° C, когда происходит разложение основной цепи; за исключением случая блок-сополимеров PS- b -PAMA, которые демонстрируют потерю веса приблизительно 10% при 400 ° C, см. рис. 3A.

Рис. 3. (A) Термограммы ТГА блок-сополимеров ПС-b-ПАК, а также ПС-b-ПИА и ПС-b-ПАМА; (B) Оптические свойства блок-сополимеров PS-b-PAA, PS-b-PIA и PS-b-PAMA.

Оптические свойства материала показали одну характеристическую полосу при 260 нм (см. Рисунок 3B). Эта интенсивная полоса поглощения была приписана π-π * переходу из-за делокализации электронов в ароматическом кольце (изменение межмолекулярного переноса) первого блока (PS). Спектры флуоресцентного излучения блок-сополимеров PS-b -PAMA показали слабую полосу при 525 нм (зеленое свечение). Переход π-π * приписывается взаимодействиям между соседними функциональными группами –COOH в этих полярных сомономерах, а также расстоянию между группами –COOH.Прозрачные материалы с высоким поглощением УФ-излучения могут быть получены с использованием этих блок-сополимеров в качестве полимерных матриц.

Морфологическая характеристика пленки

В данной работе все образцы сравнивались с учетом одинаковой молекулярной массы (14 000–16 500 Да) и одинаковой толщины пленок. Морфологические изображения были получены с помощью SEM и AFM с использованием метода постоянной силы (см. Рисунки 4a – f). Пленки показали большое распределение удлиненных размеров пор с различным расстоянием между порами.Образцы блок-сополимера PS-b -AA показали меньший диаметр пор (от ~ 1,0 до 2,5 мкм), чем образцы PS-b -PIA, которые демонстрировали размер пор в диапазоне от ~ 2,5 до 4,0 мкм. Кроме того, блок-сополимер PS- b -PAMA показал различную морфологию поверхности; Для этого случая наблюдалась шероховатая структура с прямой цилиндрической морфологией (см. рис. 4а, в, д). Такое различное поведение объясняется главным образом выбором мономера, где разделение фаз может происходить с более медленными скоростями для систем блок-сополимеров PS- b -AMA и PS- b -PIA.Изображения АСМ показали, что блок-сополимеры имеют тенденцию к самосборке из-за их амфифильных характеристик, показывая шероховатую поверхность с размером пор от ~ 1,0 до 4,0 мкм и глубиной от ~ 2,1 до 2,2 мкм. Различие в морфологии объясняется несколькими факторами, влияющими на разделение фаз, такими как природа мономеров, состав сополимера, размер молекул и конфигурация молекул (Hamley, 1998). Результаты толщины и глубины пленки были получены методом эллипсометрии, см. Таблицу 2.

Рисунок 4 . СЭМ-микрофотографии поверхностей ПС- б -ПАА (а) , ПС- б -ПИА (в) , ПС- б -ПАМА (д) до отжига и ПС- b -PAA (b) , PS- b -PIA (d) , PS- b -PAMA (f) после отжига. На вставке (а, в, д) – соответствующие микрофотографии АСМ. На вставке (b, d, f) – соответствующие увеличенные микрофотографии (масштабная линейка = 2 мкм).

Таблица 2 . Толщина, диаметр и глубина пор тонких пористых полимерных пленок.

Морфологические свойства в процессе отжига

Впоследствии для пленок PS-b -PIA и PS-b -PAMA было исследовано влияние термического отжига на процесс самосборки из-за низкой степени встречаемости пористой однородности. Толщину пленки блок-сополимеров контролировали, поддерживая постоянные скорости вращения и концентрацию раствора.Пленки блок-сополимера отжигались при 120 ° C в течение 2 ч. Таким образом, наблюдалось важное влияние на конечное морфологическое качество, которое привело к высокой степени однородности пор (см. Фиг.4). Это изменение было связано с тем, что экспериментальная процедура проводилась при температурах выше температуры стеклования (Tg = 98,3 ° C и 94,3 ° C), что способствовало скорости спонтанной самосборки для PS- b -PIA и PS- b -Блок-сополимеры ПАМА, улучшающие качество и порядок пленок.Эти результаты показывают, что качество пористой пленки было улучшено при описанном процессе термического отжига (см. Рисунки 4b, d, f). Значения диаметра пор составляли от 1,0 до 4,0 мкм. Также можно было наблюдать меньшие размеры пор (1 мкм) для образцов блок-сополимера PS-b -PAA по сравнению с образцами PS-b -PIA, которые демонстрировали размер пор (приблизительно от 1,0 до 1,5 мкм). Напротив, блок-сополимер PS- b -PAMA, который показал другое поведение в этих экспериментальных условиях; имели пористую структурированную морфологию, но с дисперсными размерами пор (прибл.от 1,5 до 4,0 мкм). Следовательно, пористые пленки с термическим отжигом имеют меньший диаметр пор, чем пленки без отжига. Этот результат контрастирует с результатами, ранее сообщенными Pizarro et al. (2013).

Угол контакта полимерной пленки с отжигом и без него

Известно, что смачиваемость поверхности материалов в основном зависит от геометрической структуры и химического состава с последующим практическим применением (Wan et al., 2012; Sasmal et al., 2014; Cheng et al., 2015; Ю. и др., 2016). Прямым выражением смачиваемости поверхности является краевой угол смачивания водой (WCA), при котором капля воды помещается на поверхность пленки для измерений WCA. Ожидается, что шероховатость и пористость поверхностных пленок, наблюдаемых с помощью SEM, повлияют на значения краевого угла.

В этом случае, когда пленки отжигались при 120 ° C (в течение 2 часов) [выше температуры стеклования (92–98 ° C)], капля воды может проникать в полости поверхности (глубина пор примерно равна 230 нм).Это высокая шероховатость, которая увеличивает площадь контакта, что затем увеличивает взаимодействие жидкость-твердое тело. Для углов смачивания <90 ° поверхность обычно описывается как гидрофильная, если угол смачивания изменяется от 90 ° до 150 °, поверхность является гидрофобной, а если WAC> 150 °, поверхность обычно описывается как супергидрофобная поверхность. Перед термическим отжигом пленка PS- b -PAA показала более низкую WCA, в то время как PS- b -PIA и PS- b -PAMA показали аналогичные значения.Значения WCA пленок полимера, подвергнутых процессу отжига, увеличиваются, за исключением PS, который остается постоянным. Ожидается, что термический отжиг вызывает частичную перестройку полимерных цепей и, следовательно, вероятность самоорганизации сополимеров, несущих группы –COOH. Эта самосборка приводит к увеличению гидрофобности, поскольку группы карбоновой кислоты больше не могут взаимодействовать с водой. Исходя из этого диапазона значений WCA, значения варьировались от 96.От 4 ° до 103,2 ° для полимерных пленок, в соответствии с этими результатами можно сделать вывод, что пленки проявляли хорошие гидрофобные свойства (см. Рисунок 5 и Таблицу 3). Такое поведение было приписано процессу отжига, который приводит к изменению самосборки пленок, а также порядка и образования пор. Эти изменения способствуют гидрофобности на поверхности за счет снижения поверхностного натяжения, в то время как его карбоновые кислотные функции закрепляют полимерную пленку на стеклянной подложке и, вероятно, также в полостях пор.Увеличение значения краевого угла предполагает дополнительные взаимодействия водородных связей между основными группами карбоновых кислот на поверхности и в порах, которые влияют на смачиваемость пленок перед отжигом. Эти пористые пленки показали WAC> 90 °, что указывает на их гидрофобные характеристики (см. Таблицу 3).

Рисунок 5 . Водный краевой угол (WCA) изображения поверхностей без отжига и с отжигом (A, D) PS- b -PAA, (B, E) PS- b -PIA, (C, F ) ПС- б -ПАМА.

Таблица 3 . Значения краевого угла смачивания водой (WCA) пористых полимерных пленок без отжига и с отжигом (*).

Выводы

В данной работе представлен синтез серии диблок-сополимеров, которые были использованы для получения пленок гидрофобных структурированных полимеров. Пленки отображали поверхностные структуры с узором в масштабе микроструктуры. Блок-сополимеры показали высокую температуру термостабильности (TDT) приблизительно 380 ° C. Оптические свойства материала показали одну характеристическую полосу поглощения при 260 нм.Эта интенсивная полоса поглощения была приписана π-π * переходу из-за делокализации электронов в ароматическом кольце (изменение межмолекулярного переноса) первого блока (PS). Изображения SEM и AFM показали, что блок-сополимеры имеют тенденцию к образованию шероховатой и пористой поверхностной пленки с диаметром пор от ~ 1,0 до 4,0 мкм. Это изменение было связано с их амфифильными характеристиками в условиях экспериментального отжига. Процедуры после отжига продемонстрировали, что качество, однородность пористости и степень упорядоченности были улучшены; из-за предпочтения спонтанно самоорганизующихся диблок-сополимеров.Это предполагает, что изменение гидрофильного блока (количество -COOH в полярных сомономерах) может приводить к этим различиям в поверхностных пленках, кроме того, увеличивая или уменьшая межмолекулярные взаимодействия функциональных групп матриц (-COOH групп) из-за взаимной ориентации и расстояния между группами –COOH. Результаты показывают, что фазовое поведение блок-сополимеров в основном определяется блоком ПС с гидрофобными характеристиками, который преобладал при формировании пленок.

Взносы авторов

GP: дизайн, синтез и характеристика мономеров, обсуждение экспериментов и написание статьи; OM: вклад в анализ FT-IR и ЯМР-спектроскопии и обсуждение соответствующих результатов; MJ-O: анализ и обсуждение результатов флуоресценции; DO: анализ ТГА; RM-T: анализ микрофотографий SEM и написание бумаги; JS: анализ и обсуждение смачиваемости пленок и написания бумаги.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность VRAC за финансовую поддержку этой работы, номер гранта L217-15 и L217-21, Universidad Tecnológica Metropolitana (UTEM), Инициативы, финансируемой программой исследований и разработок Initiation. DICY 021741SP и Basal USA 1555 – Vridei 021741SP_PUBLIC Universidad de Santiago de Chile. НЕОБХОДИМО благодарим проект DI-15-18 / RG Университета Андреса Белло.

Список литературы

Эшфорд, Э. Дж., Налди, В., О’Делл, Р., Биллингем, Н. К., и Армс, С.П. (1999). Первый пример радикальной полимеризации кислотного мономера с переносом атома: прямой синтез сополимеров метакриловой кислоты в водной среде. Chem. Коммуна . 33, 1285–1286. DOI: 10.1039 / a3j

CrossRef Полный текст

Беттиг, Дж., О, Дж., Банг, Дж., И Хан, А. (2017). Последовательное покрытие нанопор заряженными полимерами: общий подход к управлению свойствами пор самособирающихся блок-сополимерных мембран. Macromol. Res .25, 1091–1099. DOI: 10.1007 / s13233-017-5142-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бирс, К. Л., Бу, С., Гейнор, С. Г., и Матияшевски, К. (1999). Радикальная полимеризация 2-гидроксиэтилметакрилата с переносом атома. Макромолекулы 32, 5772–5776. DOI: 10.1021 / ma9p

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цао Л., Ху Х. А. и Гао Д. (2007). Разработка и изготовление микротекстур для создания супергидрофобных свойств гидрофильных материалов. Langmuir 23, 4310–4314. DOI: 10.1021 / la063572r

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кардозо, В. Ф., Ботельо, Г., и Лансерос-Мендес, С. (2015). Получение мембран из поливинилиденфторида и хлортрифторэтилена, не содержащих растворителей, с заданной морфологией, содержанием пьезоэлектрической фазы и механическими свойствами. Mater. Des . 88, 390–397. DOI: 10.1016 / j.matdes.2015.09.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Селия, Э., Дарманин, Т., Таффин де Живанши, Э., Амигони, С., и Гиттар, Ф. (2013). Последние достижения в разработке супергидрофобных поверхностей. J. Colloid Interface Sci . 402, 1–18. DOI: 10.1016 / j.jcis.2013.03.041

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cheng, Z., Wang, J., Lai, H., Du, Y., Hou, R., Li, C., et al. (2015). Регулируемое по требованию PH разделение масла и воды на переключаемой супергидрофобной / супергидрофильной и подводной суперолеофобной медной сетчатой ​​пленке с низким уровнем адгезии. Langmuir 31, 1393–1399. DOI: 10.1021 / la503676a

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кока, С., Ясичек, К. Б., Бирс, К. Л., и Матыяшевски, К. (1998). Полимеризация акрилатов радикальной полимеризацией с переносом атома. Гомополимеризация 2-гидроксиэтилакрилата. J. Polym. Sci. Часть A Polym. Chem. 36, 1417–1424.

Google Scholar

Дэвис, К. А., Шарле, Б., и Матыяшевски, К. (2000). Получение блок-сополимеров полистирола и поли (трет-бутилакрилата) различной молекулярной массы и архитектуры методом радикальной полимеризации с переносом атома. J. Polym. Sci. Часть A Polym. Chem. 38, 2274–2283. DOI: 10.1002 / (SICI) 1099-0518 (20000615) 38:12 <2274 :: AID-POLA170> 3.0.CO; 2-I

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гуарини, К. В., Блэк, К. Т., и Йунг, С. Х. И. (2002). Оптимизация самосборки тонкой пленки диблок-сополимера. Adv. Матер. 14, 1290–1294. DOI: 10.1002 / 1521-4095 (20020916) 14:18 <1290 :: AID-ADMA1290> 3.0.CO; 2-N

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хэмли, И.W. (1998). Физика блок-сополимеров . Оксфорд: Оксфордский университет.

Google Scholar

Хильке Р., Прадип Н., Мадхаван П., Вайнио У., Бехзад А. Р., Суграт Р. и др. (2013). Блок-сополимерные мембраны из полых волокон с каталитической активностью и pH-откликом. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 5, 7001–7006. DOI: 10.1021 / am401163h

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hong, Q., Ma, X., Li, Z., Chen, F., и Чжан, Q. (2016). Регулировка гидрофобности поверхности ячеистых пористых пленок, изготовленных из звездообразного POSS-фторированного акрилатного полимера посредством самосборки по шаблону в виде фигуры дыхания. Mater. Des . 96, 1–9. DOI: 10.1016 / j.matdes.2016.01.137

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хосоно, Э., Фуджихара, С., Хонма, И., и Чжоу, Х. (2005). Супергидрофобная перпендикулярная наноштырьковая пленка по восходящему процессу. J. Am. Chem. Soc. 127, 13458–13459. DOI: 10.1021 / ja053745j

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хуан Б., Фань X., Ван Г., Чжан Ю. и Хуанг Дж. (2012). Синтез двуххвостого головастика (циклического полистирола) – блок- [линейного поли (трет-бутилакрилата)] 2 путем сочетания реакции сопряжения глазера с живой анионной полимеризацией и радикальной полимеризацией с переносом атома. J. Polym. Sci. Часть A Polym. Chem. 50, 2444–2451. DOI: 10.1002 / pola.26021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карлссон, М., Форсберг, П., Николаев, Ф. (2010). От гидрофильного к супергидрофобному: изготовление столбиков в форме головки гвоздя микрометрового размера из алмаза. Langmuir 26, 889–893. DOI: 10.1021 / la1c

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кэ, Б.-Б., Ван, Л.-С., Чжан, В.-Х., и Сюй, З.-К. (2010). Контролируемый синтез линейных и гребнеобразных гликополимеров для получения пленок с сотовым рисунком. Полимер 51, 2168–2176. DOI: 10.1016 / я.полимер.2010.03.021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, С. Г., Лим, Дж. Й., Сунг, Дж. Х., Чой, Х. Дж., И Со, Ю. (2007). Эмульсионно-полимеризованный полианилин, синтезированный с додецилбензол-сульфоновой кислотой, и его электрореологические характеристики: температурный эффект. Полимер 48, 6622–6631. DOI: 10.1016 / j.polymer.2007.09.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кумар, Д., Ву, X., Фу, К., Хо, Дж. У. К., Канхере, П. Д., Ли, Л., и другие. (2015). Гидрофобные золь – гелевые покрытия на основе полидиметилсилоксана для самоочищающихся применений. Mater. Des. 86, 855–862. DOI: 10.1016 / j.matdes.2015.07.174

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lai, Y.-K., Chen, Z., and Lin, C.-J. (2011). Последние достижения в области супергидрофобных поверхностей с особой адгезией: от естественной до биомиметической и заканчивая функциональной. J. Nanoeng. Нанопроизводство. 1, 18–34. DOI: 10.1166 / jnan.2011.1007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мин, К., Гао, Х., Матыяшевски, К. (2005). Получение гомополимеров и блок-сополимеров в миниэмульсии с помощью ATRP с использованием активаторов, генерируемых с помощью переноса электрона (AGET). J. Am. Chem. Soc. 127, 3825–3830. DOI: 10.1021 / ja0429364

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нуньес, С. П., Карунакаран, М., Прадип, Н., Бехзад, А. Р., Хуган, Б., Суграт, Р. и др. (2011). От супрамолекулярных ансамблей мицелл в селективных растворителях до изопористых мембран. Langmuir 27, 10184–10190. DOI: 10.1021 / la201439p

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оз, К., Явуз, М., Йилмаз, Х., Унал, Х. И., и Сари, Б. (2008). Электрореологические свойства и ползучесть композиционных суспензий полииндол / поли (винилацетат). J. Mater. Sci. 43, 1451–1459. DOI: 10.1007 / s10853-007-2319-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Филип У. А., О’Нил Б., Родвогин М., Хиллмайер, М.А., Касслер, Э.Л. (2010). Самосборные тонкие пленки блок-сополимера в качестве мембран для фильтрации воды. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 2, 847–853. DOI: 10.1021 / am2t

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pizarro, G. d. К., Херия-Орелл, М., Марамбио, О. Г., Олеа, А. Ф., Вальдес, Д. Т., и Гекелер, К. Э. (2013). Синтез функционального поли (стирол) – блока – (метилметакрилата / метакриловой кислоты) путем гомогенной радикальной полимеризации с обратным переносом атома: сферические наночастицы, термическое поведение, самоагрегация и морфологические свойства. J. Appl. Polym. Sci. 129, 2076–2085. DOI: 10.1002 / app.38923

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pizarro, G. d. К., Марамбио, О. Г., Херия-Орелл, М., Гонсалес-Энрикес, К. М., Сарабия-Валлехос, М., и Гекелер, К. Э. (2015). Влияние времени отжига и УФ-излучения на структуру микропор самособирающейся тонкой пленки блок-сополимера. Экспресс Полим. Lett. 9, 525–535. DOI: 10.3144 / expresspolymlett.2015.50

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Писарро, Г.дель К., Марамбио, О. Г., Херия-Орелл, М., Оярсун, Д. П., и Гекелер, К. Э. (2016). Размер, морфология и оптические свойства наночастиц ZnO, полученных под воздействием ячеисто-пористых пленок сополимера поли [(2-гидроксиэтилметакрилат) m-блок-поли (N-фенилмалеимид) n]. Mater. Des . 111, 513–521. DOI: 10.1016 / j.matdes.2016.09.036

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сасмал, А.К., Мондал, К., Синха, А.К., Гаури, С.С., Пал, Дж., Адитья, Т. и др.(2014). Изготовление супергидрофобной медной поверхности на различных подложках для раскатки, самоочистки и разделения воды и масла. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 6, 22034–22043. DOI: 10.1021 / am5072892

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шертклифф, Н. Дж., Макхейл, Г., и Ньютон, М. И. (2011). Супергидрофобность полимерных поверхностей: последние разработки. J. Polym. Sci. Часть B Polym. Phys . 49, 1203–1217. DOI: 10.1002 / polb.22286

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Теодореску, М., Гейнор, С.Г., Матыяшевски, К. (2000). Галогенид-анионы как лиганды в радикальной полимеризации с переносом атома железа. Макромолекулы 33, 2335–2339. DOI: 10.1021 / ma991652e

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тобис, Дж., Томанн, Ю., Тиллер, Дж. К. (2010). Синтез и характеристика хиральных и термочувствительных амфифильных сетей. Полимер 51, 35–45. DOI: 10.1016 / j.polymer.2009.10.055

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Л.С., Ли, Дж. У., Кэ, Б. Б. и Сюй, З. К. (2012). Заказанные микропористые мембраны с рисунками из выдыхаемого воздуха для разделения по размеру. J. Am. Chem. Soc. 134, 95–98. DOI: 10.1021 / ja2092745

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, J.-S., и Matyjaszewski, K. (1995). Контролируемая / «живая» радикальная полимеризация. радикальная полимеризация с переносом атома в присутствии комплексов переходных металлов. J. Am. Chem. Soc. 117, 5614–5615.DOI: 10.1021 / ja00125a035

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван X., Джексон Р. А. и Армс С. П. (2000). Простой синтез кислотных сополимеров путем радикальной полимеризации с переносом атома в водных средах при температуре окружающей среды. Макромолекулы 33, 255–257. DOI: 10.1021 / ma000671h

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вэнь У., Хуан Х. и Шэн П. (2008). Электрореологические жидкости: структуры и механизмы. Мягкое вещество 4, 200–210.DOI: 10.1039 / B710948M

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, X., Fu, Q., Kumar, D., Ho, J. W. C., Kanhere, P., Zhou, H., et al. (2016). Механически прочные супергидрофобные и суперолеофобные покрытия, полученные золь-гель методом. Mater. Des. 89, 1302–1309. DOI: 10.1016 / j.matdes.2015.10.053

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Yu, H., Liu, J., Fan, X., Yan, W., Han, L., Han, J., et al. (2016). Бионические микроструктуры с нано-выступами с хорошим самоочищающимся свойством: рост наномассивов ZnO, модифицированных полистирольными сферами. Mater. Chem. Phys. 170, 52–61. DOI: 10.1016 / j.matchemphys.2015.12.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан В., Хэ Дж., Лю З., Ни, П. и Чжу, X. (2010). Биосовместимый и чувствительный к pH триблок-сополимер mPEG-b -PCL-b -PDMAEMA: синтез, самосборка и применение. J. Polym. Sci. Часть A Polym. Chem. 48, 1079–1091. DOI: 10.1002 / pola.23863

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжу, М., Цзо, В., Ю, Х., Ян, В., и Чен, Ю. (2006). Супергидрофобная поверхность создается непосредственно методом электропрядения на основе гидрофильного материала. J. Mater. Sci. 41, 3793–3797. DOI: 10.1007 / s10853-005-5910-z

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Изготовление пористой пленки с контролируемым размером пор и смачиваемостью методом электрического дыхания

Новый метод фигурного дыхания (EBF) был разработан с применением электростатического генератора для помощи методу обычного дыхательного рисунка (BF), и он был применен для изготовления пленки из полистирола (PS).Изображения FESEM показали, что эти пленки PS имеют пористую структуру с контролируемым размером пор, поскольку средний диаметр пор d a этих пленок PS составлял около 2,30 мкм при 0 В и постепенно уменьшался до примерно 0,35 мкм. при 1000 В, , т. е. , оно следовало соотношению: d a = a b ln ( ρ + c ), где ρ – напряжение, а a , b и c – три константы.Результаты смачивания показали, что краевой угол смачивания водой, θ w , на этих пленках PS также контролировался, поскольку пленка PS 0 В показывала значение θ w при 95,07 °, и оно увеличивалось до 147,09 °, когда ρ увеличилось до 1000 В. Было обнаружено, что причиной того, что этот метод EBF может контролировать образование пористой пленки, является снижение поверхностного натяжения воды с увеличением напряжения.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова? Пористое пленочное покрытие

на основе поливинилпирролидона (ПВП) для повышения воздухопроницаемости тканей: влияние веса молекулы ПВП и дозировки

.2020 Дек 11; 12 (12): 2961. DOI: 10.3390 / polym12122961.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

  • 1 Центр инженерных исследований по экологическому окрашиванию и отделке текстильных изделий, Чжэцзянский научно-технический университет, Ханчжоу 310018, Китай.
  • 2 Ключевая лаборатория передовых текстильных материалов и производственных технологий, Министерство образования, Колледж материалов и текстиля, Чжэцзянский научно-технический университет, Ханчжоу 310018, Китай.
  • 3 Институт наноматериалов, передовых технологий и инноваций, Технический университет Либерец, 461 17 Либерец, Чешская Республика.
Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Jiantang Jiang et al.Полимеры (Базель). .

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

.2020 Дек 11; 12 (12): 2961. DOI: 10.3390 / polym12122961.

Принадлежности

  • 1 Центр инженерных исследований по экологическому окрашиванию и отделке текстильных изделий, Чжэцзянский научно-технический университет, Ханчжоу 310018, Китай.
  • 2 Ключевая лаборатория передовых текстильных материалов и производственных технологий, Министерство образования, Колледж материалов и текстиля, Чжэцзянский научно-технический университет, Ханчжоу 310018, Китай.
  • 3 Институт наноматериалов, передовых технологий и инноваций, Технический университет Либерец, 461 17 Либерец, Чешская Республика.

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

В этом исследовании был разработан универсальный и простой метод создания пор и настройки пористой структуры в полимерных латексных пленках путем избирательного травления добавленных функциональных молекул поливинилпирролидона (ПВП).Пора, образовавшаяся в латексных пленках, имела морфологию, аналогичную морфологии агрегации ПВП перед травлением. Это наблюдение помогает нам регулировать морфологию пор, которая определяет свойства пленки, такие как воздухопроницаемость, путем изменения веса и дозировки молекулы ПВП. С этой целью систематически изучали влияние веса и дозировки молекул ПВП на порообразование. Результаты показали, что средний размер пор пористой пленки уменьшался с> 10 мкм до субмикрона (около 0,4 мкм) по мере увеличения молекулярной массы или дозировки ПВП.Это было приписано сильному сродству адсорбции молекулы ПВП на поверхности латексных частиц, что дополнительно затрудняло диффузию и самосборку молекулы ПВП. Кроме того, это взаимодействие становилось намного сильнее, когда использовалась более высокая молекулярная масса ПВП или более высокая дозировка ПВП, что приводило к уменьшению размера агрегации ПВП, а также к образованию пор в латексных пленках. Кроме того, добавление PVP оказало незначительное влияние на цвет ткани с покрытием на основе результатов измерения CIE L * a * b *.Предлагаемый легкий метод может быть использован для улучшения воздухопроницаемости тканей с покрытием.

Ключевые слова: воздухопроницаемость; травление; морфология; поливинилпирролидон; пористая пленка.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

ПЭМ изображение ультратонкого креста…

Рисунок 1

ПЭМ-изображение ультратонких поперечных сечений пленок: ( a ) без использования…

Рисунок 1

ПЭМ-изображение ультратонких поперечных сечений пленок: ( a ) без использования ПВП; ( b ) с использованием 5% ПВПК30; ( c ) с использованием 10% ПВПК30; ( d ) с использованием 15% PVPK30; и ( e ) с использованием 20% PVPK30.

Рисунок 2

Кривая влияния ПВПК30…

Рисунок 2

Кривая влияния дозировки ПВПК30 на скорость высыхания латекса.

фигура 2

Кривая влияния дозировки ПВПК30 на скорость высыхания латекса.

Рисунок 3

ПЭМ изображение ультратонкого креста…

Рисунок 3

ПЭМ-изображение ультратонких поперечных сечений ПВПК15: ( a ) с использованием 15%…

Рисунок 3

ПЭМ-изображение ультратонких поперечных сечений ПВПК15: ( a ) с использованием 15% ПВПК15; ( b ) с использованием 25% ПВПК15; и ( c ) с использованием 30% PVPK15.

Рисунок 4

Кривая влияния ПВПК15…

Рисунок 4

Кривая влияния дозировки ПВПК15 и ПВПК30 на скорость сушки…

Рисунок 4

Кривая влияния дозировки ПВПК15 и ПВПК30 на скорость высыхания латекса.

Рисунок 5

СЭМ-изображения поперечного сечения латексной пленки с ПВП перед (врезка…

Рисунок 5.

СЭМ-изображения поперечного сечения латексной пленки с ПВП до (вставочные изображения) и после промывки: ( a ) с использованием 0% ПВП; ( b ) с использованием 10% ПВПК30; ( c ) с использованием 15% ПВПК30; ( d ) с использованием 15% PVPK15; и ( e ) с использованием 30% PVPK15.

Рисунок 6

Воздухопроницаемость тканей…

Рисунок 6

Воздухопроницаемость тканей с разной пастой: ( a ) ткань оригинальная;…

Рисунок 6

Воздухопроницаемость тканей с разной пастой: ( a ) ткань оригинальная; ( b ) ткань с покрытием без добавления ПВП; ( c ) ткань с покрытием с добавлением 10% ПВПК30; ( d ) ткань мелованная с добавлением 20% ПВПК30.

Похожие статьи

  • Изготовление пористых хитозан-поливинилпирролидоновых каркасов из четвертичной системы путем разделения фаз.

    Лим Джи, Им Х, Ли В.К. Lim JI, et al. J Biomater Sci Polym Ed. 2015; 26 (1): 32-41. DOI: 10.1080 / 09205063.2014.979386. Epub 2014 20 ноября. J Biomater Sci Polym Ed.2015 г. PMID: 25410721

  • Простой способ создания поверхностных пористых полимерных пленок путем разделения фаз для антиотражающих применений.

    Куо CY, Чен YY, Lu SY. Kuo CY, et al. Интерфейсы ACS Appl Mater. 2009 Янв; 1 (1): 72-5. DOI: 10.1021 / am800002x. Интерфейсы ACS Appl Mater. 2009 г. PMID: 20355756

  • Приготовление и самовосстановление микросфер клинкер / ПВП в цементной пасте.

    Ли Дж., Цзян Цз., Ли В. Ли Дж. И др. Материалы (Базель). 2020 27 января; 13 (3): 589. DOI: 10.3390 / ma13030589. Материалы (Базель). 2020. PMID: 32012765 Бесплатная статья PMC.

  • Повышение цитосовместимости электропрядильных микроволокон PLLA путем смешивания PVP.

    Сюй Ф, Цуй Ф.З., Цзяо Ю.П., Мэн Цюй, Ван XP, Цуй XY. Сюй Ф. и др.J Mater Sci Mater Med. 2009 июн; 20 (6): 1331-8. DOI: 10.1007 / s10856-008-3686-9. Epub 2009 22 января. J Mater Sci Mater Med. 2009 г. PMID: 19160021

  • Повышенная устойчивость поливинилпирролидон-полисульфоновой мембраны к хлору благодаря карбоксилированным углеродным нанотрубкам.

    Xie P, de Lannoy CF, Ma J, Wang Z, Wang S, Li J, Wiesner MR. Xie P, et al. Water Res.2016 1 ноября; 104: 497-506. DOI: 10.1016 / j.watres.2016.08.029. Epub 2016 18 августа. Water Res. 2016 г. PMID: 27589210

Процитировано

1 артикул
  • Изготовление на больших площадях структурно окрашенных и чувствительных к влажности композитных нанопленок с помощью ультразвукового напыления.

    Ли С., Коу Д., Чжан С., Ма В. Ли С. и др. Полимеры (Базель). 2021 30 октября; 13 (21): 3768. DOI: 10.3390 / polym13213768. Полимеры (Базель). 2021 г. PMID: 34771325 Бесплатная статья PMC.

использованная литература

    1. Чен З.Дж., Ху X.Д., Ван X.H., Сян З. Морфология композитной пленки сополимер винилдиметикон-метилметакрилат-н-бутилакрилат / пигмент и ее применение в пигментной печати на полиэфирной ткани.RSC Adv. 2020; 10: 4949–4955. DOI: 10.1039 / C9RA09888G. – DOI
    1. Гао Д., Лян З., Лю Б., Фенг Дж., Ма Дж., Вэй К. «Мягкие» полимерные латексы, стабилизированные смесью наночастиц оксида цинка и полимеризуемых поверхностно-активных веществ: связующие для пигментной печати.Прог. Орг. Пальто. 2016; 101: 262–269. DOI: 10.1016 / j.porgcoat.2016.08.014. – DOI
    1. Гонсалес-Альварес М.Дж., Патернога Дж., Бреул К., Чо Х.Дж., Рошандель М.З., Сулеймани М., Винник М.А. Понимание образования частиц в покрытиях на водной основе, не содержащих поверхностно-активных веществ, полученных эмульгированием предварительно сформированных полимеров.Polym. Chem. 2017; 8: 2931–2941. DOI: 10.1039 / C7PY00387K. – DOI
    1. Гонсалес-Мартинес Дж. Ф., Фальк Ю. З., Бьорклунд С., Эркселиус С., Ренберг Н., Сотрес Дж. Вызванные влажностью фазовые переходы поверхностно-активных веществ, встроенных в латексные покрытия, могут резко изменить их водонепроницаемые и механические свойства.Полимеры. 2018; 10: 284. DOI: 10.3390 / polym10030284. – DOI – ЧВК – PubMed
    1. Гурнани П., Перье С. Контролируемая радикальная полимеризация в дисперсных системах для биологических приложений. Прог. Polym. Sci. 2020; 102: 101209. DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2020.101209. – DOI

Показать все 57 ссылок

Мультимодальный анализ поверхности пористых пленок в рабочих условиях: AIP Advances: Vol 10, No 8

I.ВВЕДЕНИЕ

Раздел:

ВыбратьВверху страницыABSTRACTI. ВВЕДЕНИЕ << II. СИНТЕЗ МАТЕРИАЛОВ A ... III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ... IV. РЕЗЮМЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДОСТУПНОСТЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ О МАТЕРИАЛАХ ССЫЛКИ Подход науки о поверхности к изучению катализа начинается с упрощенной модели практического катализатора, а затем строится на этой схеме с возрастающей сложностью для преодоления «материального разрыва». 1 1. Ф. Гао и Д. В. Гудман, «Модельные катализаторы: моделирование сложности гетерогенных катализаторов», Annu.Rev. Phys. Chem. 63 , 265–286 (2012). https://doi.org/10.1146/annurev-physchem-032511-143722 Например, начальные исследования могут включать четко определенные монокристаллические металлические поверхности, за которыми следуют тонкие оксидные пленки и, наконец, нанесенные наноструктуры, которые имитируют материальную сложность практического катализатора. . В дополнение к материалам, рабочие катализаторы работают при повышенных температурах и давлениях и часто легко подвергаются поверхностным изменениям в ответ на такие суровые условия окружающей среды.Динамические модификации поверхности, происходящие в рабочих условиях, сильно влияют на активность и селективность катализатора из-за изменений активного центра на молекулярном уровне. Таким образом, фундаментальный научный подход к раскрытию взаимосвязей между структурой и свойствами в реакциях гетерогенного катализа на сложных поверхностях и границах раздела имеет решающее значение для понимания и, в конечном итоге, контроля характеристик катализатора посредством рациональной конструкции катализаторов. Для достижения этой цели требуются усовершенствованные мультимодальные методы определения характеристик operando , чтобы фиксировать изменения в структуре поверхности и химическом составе катализатора в условиях, соответствующих применению.Количество активных центров каталитических реакций прямо пропорционально доступной площади поверхности. Металлические катализаторы зависят от координационно-ненасыщенных участков для реакционной способности, то есть открытой поверхности, наночастиц или одноатомных конфигураций; следовательно, основная масса материала неактивна. Современные каталитические материалы, такие как микропористые материалы, позволяют избежать этой проблемы за счет использования пористого каркаса с каналами и порами, распределенными по всей массе материала. 2 2. М. Э.Дэвис, «Упорядоченные пористые материалы для новых применений», Nature 417 , 813–821 (2002). https://doi.org/10.1038/nature00785 Размеры системы поровых каналов могут действовать как фильтр, позволяя только молекулам газа определенного размера и формы входить и взаимодействовать с активными центрами. Следовательно, основной вклад в селективность реакции зависит от формы, ограничения и эффектов диффузии в системе поровых каналов. Кроме того, активные центры часто встраиваются в каркас из-за различий в полярности между соседними атомами.Например, алюмосиликатный каркас цеолитов имеет гидроксильные группы в присутствии участков Al 3+ из-за дисбаланса заряда с решеткой Si 4+ . Уравновешивающая заряд гидроксильная группа представляет собой кислотный центр Бренстеда, который отвечает за многие реакции, катализируемые кислотой, такие как крекинг, изомеризация и реакции алкилирования при производстве ископаемого топлива. 3,4 3. А. Примо и Х. Гарсия, «Цеолиты как катализаторы в нефтепереработке», Chem. Soc. Ред. 43 , 7548–7561 (2014).https://doi.org/10.1039/c3cs60394f4. Р. Гаундер и Э. Иглесиа, «Каталитические последствия пространственных ограничений и расположения кислотных центров для активации мономолекулярных алканов на цеолитах», J. Am. Chem. Soc. 131 , 1958–1971 (2009). https://doi.org/10.1021/ja808292c Сила кислоты и плотность активных центров в цеолитах и ​​других подобных материалах, например, металлорганические каркасы (MOF), 5–8 5. А. Корма, Х. Гарсиа , и FX Llabreś I. Xamena, “Конструирование металлоорганических каркасов для гетерогенного катализа”, Chem.Ред. , 110, , 4606–4655 (2010). https://doi.org/10.1021/cr246. Д. Фарруссенг, С. Агуадо и К. Пинель, «Металлоорганические каркасы: возможности для катализа», Angew. Chem., Int. Эд. 48 , 7502–7513 (2009). https://doi.org/10.1002/anie.2008060637. А. Дакшинамурти, М. Альваро, А. Корма и Х. Гарсия, «Выявление сходства и различий в использовании металлоорганических каркасов и цеолитов в качестве гетерогенных катализаторов органических реакций», Dalton Trans. 40 , 6344–6360 (2011).https://doi.org/10.1039/c1dt10354g8. Д. Ян и Б. С. Гейтс, «Катализ металлоорганическими каркасами: перспективы и предложения для будущих исследований», ACS Catal. 9 , 1779–1798 (2019). https://doi.org/10.1021/acscatal.8b04515 быстро изменяет реактивность и каталитическую активность. Кроме того, механизмы реакции потенциально претерпевают значительные изменения в результате активации реагентов внутри системы поровых каналов. Определение характеристик активных центров на атомном и молекулярном уровне этих микропористых материалов является очень сложной задачей.Как вкратце упоминалось выше, катализаторы, работающие в рабочих условиях, могут подвергаться поверхностным изменениям и, таким образом, требуются инструменты operando для in situ отслеживания физических, структурных и химических изменений. 9,10 9. Х.-Л. Хан, Г. Мелает, С. Алайоглу и Г. А. Соморжай, « In situ микроскопия и спектроскопия, применяемые к рабочим поверхностям», ChemCatChem 7 , 3625–3638 (2015). https://doi.org/10.1002/cctc.20150064210. Г. А. Соморжай и К.А. Алиага, “Молекулярные исследования модельных поверхностей металлов от монокристаллов до наночастиц в условиях каталитических реакций. Эволюция пренатальных и посмертных исследований катализаторов, Langmuir 26 , 16190–16203 (2010). https://doi.org/10.1021/la101884s Микропористые материалы могут подвергаться топологической реструктуризации, 11 11. Б. Смит и TLM Maesen, «На пути к молекулярному пониманию избирательности формы», Nature 451 , 671–678 (2008 г.) ). https://doi.org/10.1038 / nature06552 изменения состава, 12 12. H. E. van der Bij et al. , «Образование связующего на основе фосфата алюминия в цеолитах по данным рентгеновской абсорбционной микроскопии», J. Am. Chem. Soc. 136 , 17774–17787 (2014). https://doi.org/10.1021/ja508545m вариации кислотности, 13 13. J. F. Haw, «Сила цеолитовой кислоты и механизмы реакции в катализе», Phys. Chem. Chem. Phys. 4 , 5431–5441 (2002). https://doi.org/10.1039/b206483a и дезактивация в первую очередь из-за коксования и засоров. 14 14. М. Гуисне, П. Магну, «Коксование и дезактивация цеолитов. Влияние поровой структуры // Прикл. Катал. 54 , 1–27 (1989). https://doi.org/10.1016/s0166-9834(00)82350-7 Методы микроскопии визуально контролируют структуру поверхности и изменения морфологии, в то время как инструменты спектроскопии обнаруживают эволюцию химических веществ, то есть катализатора, реагентов, промежуточных продуктов и продукты, во время химической реакции. 15 15. F. Xu et al. , «Редокс-опосредованная реконструкция меди во время окисления монооксида углерода», J.Phys. Chem. C 118 , 15902–15909 (2014). https://doi.org/10.1021/jp5050496 Сочетание двух методов предлагает мощную характеристику, которая может дать представление о каталитической системе, которое невозможно получить с помощью одного метода. Эти методики могут быть применены к микропористым пленкам, где структура пор связана с каталитическими механизмами. Аналогичным образом, мультимодальный подход, сочетающий исследования колебательной и электронной структуры, полезен для оценки промежуточных продуктов реакции 16,17 16.Г. Руппрехтер и К. Вайлах, «Обратите внимание на разрыв! Спектроскопия каталитически активных фаз, Nano Today 2 , 20–29 (2007). https://doi.org/10.1016/s1748-0132(07)70114-717. G. Rupprechter и C. Weilach, «Спектроскопические исследования взаимодействия поверхности с газом и реструктуризации катализатора при атмосферном давлении: не забывайте о зазоре!» J. Phys .: Condens. Дело 20 , 184019 (2008). https://doi.org/10.1088/0953-8984/20/18/184019 в попытке разобрать механизмы реакции и понять влияние катализатора, промоторов и ядов. 9 9. Х.-Л. Хан, Г. Мелает, С. Алайоглу и Г. А. Соморжай, « In situ микроскопия и спектроскопия, применяемые к рабочим поверхностям», ChemCatChem 7 , 3625–3638 (2015). https://doi.org/10.1002/cctc.201500642 Вибрационная спектроскопия чувствительна к среде химической связи адсорбированных частиц с четким спектроскопическим обнаружением подобных связанных частиц и их геометрии адсорбции. 18,19 18. Ф. Заера, «Новые достижения в использовании инфракрасной абсорбционной спектроскопии для характеристики гетерогенных каталитических реакций», Chem.Soc. Ред. 43 , 7624–7663 (2014). https://doi.org/10.1039/c3cs60374a19. Рыжковский Ю. ИК-спектроскопия в катализе // Катал. Сегодня 68 , 263–381 (2001). https://doi.org/10.1016/s0920-5861(01)00334-0 Фотоэмиссионная спектроскопия – это дополнительный метод с дополнительной элементной и орбитальной специфичностью для определения состояний окисления активных центров и промежуточных продуктов реакции в дополнение к количественному определению компонентов реакции. 17,20 17. Г. Рупрехтер и К. Вейлах, «Спектроскопические исследования взаимодействия поверхности с газом и реструктуризации катализатора при атмосферном давлении: не забывайте о зазоре!» J.Физ .: Конденс. Дело 20 , 184019 (2008). https://doi.org/10.1088/0953-8984/20/18/18401920. R. M. Palomino et al. , «Интерфейсы в гетерогенных каталитических реакциях: XPS при атмосферном давлении как инструмент для разгадки химии поверхности», J. Electron Spectrosc. Relat. Феном. 221 , 28–43 (2017). https://doi.org/10.1016/j.elspec.2017.04.006 Такие колебательные и электронные измерения особенно актуальны для пористых материалов. Химически сложные материалы, такие как MOF, могут иметь перекрывающиеся энергии связи для некоторых элементов и функциональных групп; колебательная спектроскопия предлагает дополнительный подход к дальнейшей идентификации химических связей.

Следовательно, мультимодальные исследования могут пролить свет на сложные системы, исследуя различные аспекты всей системы, то есть физические, структурные, колебательные и электронные среды, к которым нельзя получить доступ с помощью одного метода. Научные исследования, реализующие мультимодальный подход с использованием методов микроскопии и спектроскопии в условиях сверхвысокого вакуума и operando , обычно выполняются на отдельных инструментах. Набор дополнительных инструментов спектроскопии и микроскопии в Центре проксимальных зондов в Центре функциональных наноматериалов в Брукхейвенской национальной лаборатории уникальным образом позволяет выполнять мультимодальные характеристики систем в условиях in situ и операнда .Благодаря встроенной системе переноса образцов и вакуумному чемодану возможны измерения одного и того же образца в нескольких автономных приборах сверхвысокого вакуума с возможностью измерения in situ .

Параметры, контролируемые окружающей средой для каждого прибора в установке Proximal Probes, представлены на рис. 1. Многие из аналитических камер сконструированы так, чтобы выдерживать широкий диапазон давлений газа (10 −10 Торр – 10 Торр) и температуры образца ( 5 K – 1500 K) для моделирования условий реакции при одновременном сборе данных.Вкратце, методы спектроскопии включают зонды для исследования колебательного ландшафта {(модуляция поляризации) инфракрасная спектроскопия отражения-поглощения [(PM-IRRAS)], фототермическая инфракрасная спектроскопия (PTIR), сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия рассеянного типа (s-SNOM). ), рамановской спектроскопии} и электронной среды [рентгеновская фотоэмиссионная спектроскопия при атмосферном давлении (APXPS)]. Методы микроскопии предоставляют визуальную информацию о расположении атомов [низкотемпературная сканирующая туннельная микроскопия (LT-STM), STM при комнатной температуре (RT-STM) и реактор-STM (R-STM)] и морфологии пленки [низкоэнергетическая электронная микроскопия (LEEM) и сканирующая электронная микроскопия (SEM)].Подробное описание каждого инструмента приведено в Примечании 1 к дополнительным материалам. Обратите внимание, что исследования, представленные в этой статье, проводились исключительно с использованием этого набора инструментов. Вакуумный чемодан может использоваться для транспортировки до пяти образцов от одного прибора к другому, сохраняя при этом безупречное качество образца и пленки в условиях сверхвысокого вакуума или в инертной атмосфере. Вакуумный чемодан в основном состоит из имеющихся в продаже компонентов; однако на некоторых приборах были использованы собственные модификации или модификации (см. рис.1 дополнительного материала). Вкратце, оптимизированная конструкция вакуумного чемодана состоит из ряда запорных клапанов с дифференциальной накачкой, шестиступенчатого куба, манометра полного диапазона, блока приемника проб, линейных передаточных рычагов и геттерного насоса. Геттерный насос может поддерживать давление выше 1 × 10 −8 Торр в течение более двух недель без питания или движущихся частей, что позволяет легко пересылать образцы между учреждениями. Чемодан можно использовать для загрузки образцов в инертной атмосфере перчаточного бокса, а затем установить в систему сверхвысокого вакуума, не загрязняя образец, что позволяет исследовать реактивные образцы (например.г., содержащие литий). Все устройство герметично закрыто задвижкой с дифференциальной перекачкой и может быть легко снято, транспортировано и установлено на подавляющем большинстве вакуумных систем на предприятии. Вакуумный чемодан предотвращает воздействие воздуха и других загрязняющих веществ во время транспортировки, что сокращает время, необходимое для повторной очистки или повторного изготовления чувствительных к воздуху образцов. Более того, многомодальные измерения одного и того же образца могут быть выполнены с помощью нескольких независимых инструментов, в отличие от создания сложного инструмента с множеством измерительных возможностей.В этой статье мы представляем наш комплексный подход к характеристике нескольких микропористых пленок и их взаимодействия с газами с использованием комбинации методов микроскопии и спектроскопии. Раздел описывает синтез тонких пленок и приготовление микропористых пленок, исследованных в этой статье. Раздел предлагает примеры, которые решают исследовательские вопросы с использованием мультимодального подхода в условиях in situ и operando для экспериментов по выращиванию, характеризации и адсорбции пленки.Мы сосредоточимся на тонкопленочных аналогах промышленных катализаторов в трех основных примерах: (1) двухслойный диоксид кремния, (2) нанолисты MFI и (3) тонкие пленки UiO-66. Раздел завершается обзором и обзором.

IV. РЕЗЮМЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Раздел:

ВыбратьВверху страницыABSTRACTI. ВВЕДЕНИЕ II. СИНТЕЗ МАТЕРИАЛОВ A … III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ … IV. РЕЗЮМЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ << ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О МАТЕРИАЛАХ ССЫЛКИ

Мы охарактеризовали и исследовали адсорбцию газа на трех микропористых пленках (модельные системы для аналогов цеолита и MOF) с использованием мультимодального подхода в каждом случае.Каждую тонкую пленку исследовали с помощью зондов для микроскопии и дополнительно характеризовали с помощью спектроскопических инструментов для подтверждения хорошего качества пленки перед выполнением измерений адсорбции газа. Примеры подчеркивают возможность всесторонней атомной и молекулярной характеристики пористых каталитических систем. В случае проникновения CO через двухслойную пленку кремнезема для связывания с носителем Pd (111) данные IRRAS показывают геометрию адсорбции, а данные XPS количественно определяют электронное взаимодействие двухслойной пленки после адсорбции CO.В случае пленок MFI p -ксилол эффективно захватывается в каналах нанолистов MFI, нанесенных на Au (111), только при давлениях, близких к окружающим, что характеризуется колебаниями каркаса. Наконец, каталитические характеристики многих химических реакций в цеолитах основаны на силе кислоты и плотности активных центров в микропористом материале; аналогично считается, что MOF обладают одинаковыми физическими свойствами. Кислотность поверхности пленки UiO-66 была косвенно определена с использованием CO в качестве молекулы ИК-зонда для взаимодействия с гидроксильными центрами и сайтами Zr cus , которые являются активными центрами в каталитических реакциях.В целом, анализ микропористых пленок, взаимодействующих с молекулами газа, на молекулярном уровне пролил свет на геометрию адсорбции, изменения состояния окисления и информацию об активных центрах.

Современные приборы in situ и operando и интегрированная система переноса на объекте Proximal Probes предоставили средства для изучения одного образца с использованием передовых инструментов определения характеристик от начального роста пленки и определения характеристик до газовой обработки для адсорбции и каталитические реакции.Вакуумный чемодан позволяет проводить эти экспериментальные исследования, поддерживая целостность образцов и эффективно перемещая образцы между несколькими автономными приборами на предприятии. Катализаторы разделены на модели систем, которые напоминают части практического катализатора, а сложность материала основана на включении сложных поверхностей и интерфейсов, имитирующих катализатор промышленного класса. Кроме того, эффективность катализатора проверяется в рабочих условиях путем изучения изменений молекулярного уровня с использованием мультимодального подхода для выяснения механизмов реакции, которые определяют каталитическую активность, реактивность и селективность.

Пористые полупроводниковые пленки для органической электроники

Мы также исследовали потенциальные преимущества морфологии пористых полимерных пленок для двух других модальностей органической электроники: электрохимических транзисторов [органических электрохимических транзисторов (OECT)] и химического легирования чистых полупроводниковых полимеров. На рисунке 5A показана структура OECT с верхним затвором и нижним контактом, использованная в этом исследовании. На нижних контактах Cr / Au был сформирован рисунок с помощью фотолитографии для получения рисунка электродов с W / L = 2660 мкм / 10 мкм.В качестве полупроводникового слоя использовались как пористые, так и плотные пленки P3HT / PS толщиной ~ 50 нм, изготовленные, как описано выше. Забуференный фосфатом физиологический раствор (PBS; pH 7,4) использовали в качестве электролита затвора, а вольфрамовый зонд функционировал как электрод затвора. Кривые передачи при первом сканировании этих OECT (рис. 5B) показывают наличие областей как полевого, так и электрохимического переноса [для получения подробной информации см. Рис. S7 (А и В)]. Для плотного устройства P3HT / PS переход от полевого к электрохимическому легированию происходит при ~ -1.68 В, гораздо более отрицательный потенциал, чем у пористого P3HT / PS OECT (-1,37 В). Кроме того, пиковый ток стока пористого ОЭКТ составляет ~ 2 мА, что в 30 раз больше, чем у плотного (0,067 мА). Обратите внимание, что ток утечки всех этих OECT составляет −6 A, что указывает на незначительный вклад электрохимического расщепления воды (рис. S7, A и B). Для устройств OECT ключевым параметром качества является μ C *, где C * – емкость канала на единицу объема, на которую влияют материалы, используемые для изготовления устройства, морфология и толщина полупроводниковой пленки, а также геометрия устройства ( 35 , 36 ).Этот параметр можно извлечь из уравнения g m = WdL −1 μ C * ( V G V T ), где g m крутизна; W и L – ширина и длина канала соответственно; d – толщина активного слоя; и V T – пороговое напряжение с использованием устройств с различной геометрией W / L .Мы оценили μ C * с помощью этого уравнения, где g m – пиковая крутизна при каждом испытании, W / L = 2660 мкм / 10 мкм, V G – напряжение затвора соответствующая пику крутизны, и d = 50 нм. Обратите внимание, что пористая морфология имеет меньшую массу, чем плотная морфология, и поэтому μ C *, о котором мы сообщаем, обязательно недооценен. Для первого сканирования μ C * оценивается как 2.4 и 0,3 F см −1 V −1 S −1 для пористых и плотных устройств P3HT / PS соответственно. Эти различия демонстрируют, что пористая морфология обеспечивает более быстрое легирование, чем плотные пленки, и, таким образом, гораздо более низкая крутизна и μ C * для плотных P3HT / PS OECT указывают на то, что это устройство не полностью включено во время первого сканирования, поскольку результат медленной интеркаляции ионов в плотную пленку по сравнению с пористой. После нескольких сканирований стабильные кривые передачи P3HT / PS OECT показаны на рис.S7C. Крутизны g м / W , извлеченные из максимального наклона переходной кривой ( g м = dI d / dV g ) для пористого и плотного P3HT / PS находятся в диапазоне 22,5 ± 10 и 21,5 ± 8,5 мСм · см −1 соответственно. Соответствующее значение μ C * оценивается в 22,5 ± 7,5 и 20,5 ± 5,5 F · см -1 В -1 с -1 для пористых и плотных устройств P3HT / PS, соответственно.Чтобы сравнить наши результаты с литературными данными, мы также изготовили пористые / плотные P3HT / PS и обычные плотные P3HT OECT с использованием Ag / AgCl-KCl в качестве электрода затвора / электролита (рис. S8), поскольку это более распространенная архитектура ( 35 38 ). Сравнительные значения μ C * для устройств вольфрам / PBS и Ag / AgCl-KCl показаны в таблицах S2. Первое и стабилизированное сканирование I V этих пористых / плотных OECT продемонстрировало те же тенденции, что и у устройств на основе вольфрама, но с гораздо более низким рабочим напряжением затвора, которое ожидается для электроактивного электрода ( 39 , 40 ).Таким образом, для первого сканирования пористый OECT включается при ~ -0,56 В и достигает г м / Вт 17,6 мСм см -1 , в то время как плотные устройства включаются при ~ -0,65 В. и достичь г м / W всего 4,2 мСм см -1 . Как и ожидалось, передаточные кривые обоих устройств P3HT / PS после нескольких сканирований показывают схожие характеристики (рис. S8, D и E) с μ C * 14,5 и 15,5 Ф · см -1 В -1 с. −1 для пористых и плотных устройств P3HT / PS соответственно.Обратите внимание, что характеристики устройств P3HT / PS после стабилизации сопоставимы с характеристиками контрольных OECT на основе чистых (плотных и без PS) пленок P3HT (таблица S2). Дальнейшее улучшение μ C * можно ожидать, используя преимущества пористой структуры по сравнению с плотной и используя полупроводники OECT, более подходящие, чем P3HT, с точки зрения гидрофильности и способности поглощать ионы ( 35 ). проникновения ионов, мы исследовали временные характеристики вольфрамовых устройств, прикладывая ступенчатое напряжение затвора [0 В (состояние выключено) → -1.8 В (включено)] для определения скоростей переключения. Из фиг. 5C видно, что пористое устройство может быть включено (время отклика 20 с) с первого сканирования, тогда как плотное устройство не может работать в течение времени эксперимента (60 с). Из переходного режима сканирования, представленного на рис. S7D, время отклика пористых устройств (~ 4,7 с) явно намного короче, чем у плотных (~ 88 с), что отражает гораздо более быстрое формирование слоя Гельмгольца и связанное с этим создание канала пористого полупроводникового транзистора ( 41 ).Отметим, что аналогичные выводы можно сделать при исследовании ОЭКТ с использованием Ag / AgCl (рис. S8F), когда ток пористого устройства достигает насыщения за ~ 5 с, в то время как плотный не достигает насыщения даже через 25 с. Химическое легирование является эффективным средством. для увеличения проводимости пленок OSC для фундаментальных исследований и приложений в новых органических сенсорных экранах и термоэлектрических функциях ( 9 ). Один вариант состоит из химической (окислительно-восстановительной) реакции между молекулой (молекулярной примесью) и полупроводником, функционирующим как материал-хозяин, с образованием заряженных структур посредством переноса электрона ( 42 ).Здесь мы исследовали электронное легирование полимера n-типа N2200, функционирующего как акцептор электронов, с использованием паров диэтилентриамина (DETA), выступающего в качестве донора электронов (рис. 5D). ДЭТА использовался, поскольку он является эффективным восстановителем для N2200 ( 42 ). Плотные и пористые пленки N2200 / PS были изготовлены на подложках SiO 2 / Si с контактами Au. На рисунке 5E показана абсолютная электропроводность обоих типов пленок N2200 / PS в зависимости от времени экспонирования DETA, полученная на основе тока, измеренного при 10 В, а на рис.5F показаны репрезентативные абсолютные кривые I V , полученные после 20 минут допирования. Электропроводность нелегированных пленок N2200 / PS составляет ~ 1,5 × 10 – 5 См / м и увеличивается на> 5000 × до ~ 0,13 См / м (пористый) и ~ 0,085 См / м (плотный) после ~ 80 мин. воздействие паров DETA, значения которых аналогичны значениям, указанным для легирования чистых пленок N2200 ( 9 , 43 ). Электропроводность пористой пленки всегда выше, что свидетельствует об общей большей плотности заряда, возможно, из-за большей плотности молекул легирующей примеси на поверхности пор.Кроме того, более резкое увеличение проводимости пористой пленки N2200 / PS демонстрирует более эффективное легирование, что означает более быструю диффузию молекул DETA в пористую структуру.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *