Влияние природы фторированного мономера в составе органо-неорганических терполимеров, содержащих наноструктурированный полититаноксид, на свойства их поверхности

С целью увеличения гидрофобности поверхности органо-неорганических сополимеров, содержащих наноструктурированный полититаноксид, была проведена их модификация фторсодержащими мономерами путем введения последних в состав мономерной смеси, с последующим проведением полимеризационно-поликонденсационного синтеза. В качестве фторированных мономеров были использованы 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилакрилат, 1,1,1,3,3,3-гексафторизопропилакрилат, 2,2,3,3-тетрафторпропилметакрилат. Поверхности синтезированных терполимеров исследованы методами рентгенофлуоресцентного анализа и атомно-силовой микроскопии. Установлено влияние природы третьего мономера на содержание атомов титана и фтора в поверхностном слое и в сколах образцов, а также на топографию их поверхности. Различие элементного состава сказывается на исходной гидрофобности поверхности образцов и на их способности к гидрофилизации поверхности при УФ-воздействии. Наибольший угол смачивания - 102° - в отсутствие УФ-воздействия демонстрируют терполимеры со звеньями 1,1,1,3,3,3-гексафторизопропилакрилата. Однако режим переключения «гидрофобность-гидрофильность» наиболее ярко проявляется у терполимеров со звеньями 2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентилакрилата, когда угол смачивания может обратимо изменяться с 86° до 10°.

1. V. Krokos, G. Pashos, N.A. Spyropoulos, G. Kokkoris, G.A. Papathanasiou, G. A. Boudouvis. Optimization of patterned surfaces for improved superhydrophobicity through cost-eff ective large-scale computations // Langmuir. – 2019. – V. 35. – pp. 6793 – 6802.

2. J. Schneider, M. Matsuoka, M. Takeuchi, J. Zhang, Y.Horiuchi, M. Anpo, D.W. Bahnemann. Understanding TiO2 Photocatalysis: Mechanisms and Materials // Chem. Rev. – 2014. – V. 114 (19). – pp. 9919 – 9986.

3. Z. Zheng, O. Azzaroni, F. Zhou, T.S.W. Huck. Topography printing to locally control wettability // J. Am. Chem. Soc. – 2006. – V. 128 (24). pp. 7730–7731.

4. M. Callies, D. Quere. On water repellency // Soft Matter. – 2005. – V. 1. pp. 55–61.

5. R. Prathapan, G.V. Anand, V.N. Shantikumar, N.A. Sreekumaran, A review on self-cleaning and multifunctional materials// J. Mater. Chem. - 2014. - V 36. - pp. 14773–14797.

6. Photocatalysis: Applications. Edition: 1st. Chapter: 8. Selfcleaning Photocatalytic Activity: Materials and Applications Ed. by J. Schneider, D. Bahnemann, J. Ye, G.L. Puma, D.D. Dionysiou. Publisher: Royal Society of Chemistry. – 2016.

7. C. Sanchez, G.J. de Soler-Illia, F. Ribot, T. Lalot, C.R. Mayer, V. Cabuil. Designed Hybrid Organic-Inorganic Nanocomposites from Functional Nanobuilding Blocks// J. Chem. Mater. - 2001. - V. 13. pp. 3061–3083.

8. E. Salomatina, N. Bityurin, M. Gulenova, T. Gracheva, M. Drozdov, A. Knyazev, K. Kir’yanov, A. Markin, L. Smirnova. Synthesis, structure, and properties of organic–inorganic nanocomposites containing poly(titanium oxide)// J. Mater. Chem. - 2013. - V. 1 (C). pp. 6375–6385.

9. O.A. Ryabkova, E.V. Salomatina, L.A. Smirnova. Reversible Wettability Eff ect of the Organic-(≡TiO)n Inorganic Terpolymers Surface // Key Engineering Materials. - 2019. - V. 816. pp. 266-270.

10. W. Sabel. Basic Techniques of Preparative Organic Chemistry, fi rst ed., Pergamon, 1967.

11. J. Li, Q. Sun, Sh. Han. Reversibly light-switchable wettability between superhydrophobicity and superhydrophilicity of hybrid ZnO/bamboo surfaces via alternation of UV irradiation and dark storage// J. Prog. Organ. Coat. - 2015. - V. 87. – pp. 155–160.

12. Burton Z., Bhushan B. Hydrophobicity, adhesion and friction properties of nanopatterned polymers and scale dependence for micro- and nanoelectromechanical systems, Nano Lett. 20. - 2005, рp. 83-90.

13. D. Quere. Wetting and Roughness // Annu. Rev. Mater. Res. – 2008. – V. 38. - pp. 71–79.