No abstract

Знання значення поверхневої енергії порошкових матеріалів дозволяє спрогнозувати взаємодію твердої фази з рідинами, формування стійких дисперсій, довговічних і стійких до агресивних факторів композитів. Розглядається застосування моделі Оуенса-Вендта для визначення зміни поверхневої енергії оксиду алюмінію, модифікованого різними гідрофобізаторами. Також, для визначення кута змочування поверхні модифікованого матеріалу використовується метод Уошбурна, який полягає у визначенні швидкості капілярного підняття випробуваної рідини. Даний метод був обраний через низькі вимоги в точності вимірювального обладнання і в той же час проявляє високу ступінь точності результатів. Об'єктом дослідження є методика визначення поверхневої енергії порошкових матеріалів, на прикладі оксиду алюмінію модифікованого поліметілгідрідсілоксаном. Модифікація поверхні порошку оксиду алюмінію проводилася в суспензії ксилолу. В роботі визначення поверхневої енергії було проведено відповідно до теорії Оуенса-Вендта графічним методом відповідно до отриманих значень кута змочування матеріалу за методом Уошбурна. Було встановлено форму частинок оксиду алюмінію та їх середній розмір, а також розрахована питома поверхня матеріалу. Знайдено модифікатор-поліметілгідрідсілоксан, з використанням якого вдалося отримати стабільний супергідрофобний стан, і оптимальну концентрацію шляхом визначення кутів змочування тестовими рідинами порошкового матеріалу за методикою, запропонованою Уошбурном. Для збільшення точності визначення поверхневої енергії матеріалу за методом Уошбурна була застосована суміш води з етанолом, а також розраховані компоненти поверхневого натягу. Показано, що значення кута змочування поверхні дисперсного матеріалу, отримані з використанням в якості тестової рідини суміш, можуть бути використані для розрахунку значень компонентів поверхневої енергії оксиду алюмінію. При цьому спостерігається відсутність похибки у вигляді стану Кассі, яке спостерігається для гідрофобних дисперсних матеріалів при використанні води в якості тестової рідини.

No abstract

Although liquid-repellent surfaces are in demand in many applications, their use is limited by the Cassie state’s sustainability to environmental factors, such as the repellency of liquids with a surface tension lower than that of water. This phenomenon remains not fully understood, despite a well-developed theory. In the current work, wetting of femtosecond laser-textured aluminum surfaces for probe liquids with a surface tension of 72.8–21.2 mN/m was considered. The resulting patterns were an array of pillars at the micro level and fractal-like structures at the nano level. These structured surfaces were treated with alkoxysilanes and oleic acid. All textured samples exhibited a Cassie state with water, and contact angles greater than 150° were achieved with silane-treated surfaces. A decrease in the surface tension of the probe liquid led to а transition to the Wetzel state at 44–46 mN/m for alkoxysilanes and at 52 mN/m for oleic acid. A typical shape of the textured surface wetting curve is proposed. It was shown that the determined values of the surface tension of the Cassie-Wenzel transition were 10–15 mN/m lower than those predicted by the Cassie equations.

No abstract