| Περίληψη |
Η ανάπτυξη υδρόφοβων και κυρίως υπερυδρόφοβων επιφανειών έχει προσελκύσει
το έντονο ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας τα τελευταία χρόνια, λόγω του
μεγάλου αριθμού των εφαρμογών στις οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον υπάρχει επίσης για την ανάπτυξη υλικών που μπορούν να
προσδώσουν αυτοκαθαριζόμενες και αντιρρυπαντικές (anti-fouling) ιδιότητες σε
επιφάνειες, τα οποία μπορούν να βρουν εφαρμογές σαν βαφές, επιστρώσεις που
χρησιμοποιούνται σε οικοδομικά υλικά και σε μνημεία για την προστασία τους από
τις καιρικές συνθήκες ή στην κλωστοϋφαντουργία για ίνες που δεν λεκιάζουν εύκολα.
Οι επιφάνειες αυτές πολλές φορές εκτός από υδροφοβικότητα εμφανίζουν και
ελαιοφοβικότητα σε οργανικούς διαλύτες. Βασική προϋπόθεση για την επίτευξη μιας
υπερυδρόφοβης επιφάνειας είναι ο συνδυασμός χαμηλής επιφανειακής ενέργειας και
ιεραρχικής τραχύτητας, ο οποίος οδηγεί σε γωνίες επαφής μεγαλύτερες από 150°.
Όταν η υπερυδροφοβικότητα συνδυάζεται και με χαμηλή υστέρηση, οι επιφάνειες
εμφανίζουν αντισκονιστικές ιδιότητες και θεωρούνται αυτοκαθαριζόμενες.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη των επιφανειακών ιδιοτήτων
εύκαμπτων πολυμερικών φύλλων στα οποία έχει εναποτεθεί επίστρωση
νανοσύνθετου υλικού πολυμερούς/ανοργάνου. Πιο συγκεκριμένα, τα φύλλα είναι
πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE), τα οποία έχουν υποστεί επεξεργασία με
ηλεκτρικό τόξο (Corona treatment) ενώ η επίστρωση αποτελείται από ένα υδατογενές
πολυμερές χαμηλής επιφανειακής ενέργειας (Silres BS 4004) και ανόργανα
νανοσωματίδια διοξειδίου του πυριτίου (SiO2) υδρόφιλης φύσης. Τα νανοσωματίδια
που χρησιμοποιήθηκαν ήταν διαφόρων μεγεθών, και πιο συγκεκριμένα είχαν
διάμετρο 14 nm, 37 nm και 134 nm. Αρχικά έγινε επίστρωση χρησιμοποιώντας μόνο
το καθαρό πολυμερές Silres BS 4004 από διαλύματα διαφορετικών συγκεντρώσεων
έτσι ώστε να μελετηθεί η επίδραση της συγκέντρωσής στις επιφανειακές ιδιότητες
των επιστρωμένων φύλλων. Στην συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε η βέλτιστη
συγκέντρωση και έγινε επίστρωση με νανοσύνθετα υλικά που περιείχαν και τα
νανοσωματίδια διοξειδίου του πυριτίου προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση του
μεγέθους αλλά και του ποσοστού των ανόργανων νανοσωματιδίων στις επιφανειακές
ιδιότητες. Η μελέτη αναφορικά με την υδροφοβικότητα έγινε με μετρήσεις της γωνίας
επαφής κατά την οποία σχηματίζεται σταγόνα νερού πάνω στις επιστρωμένες
επιφάνειες, ενώ εκτός από την υδροφοβικότητα των δειγμάτων μελετήθηκε και η
ελαιοφοβικότητά τους για διάφορους οργανικούς διαλύτες όπως η γλυκερόλη, η 1,2-
αιθανοδιόλη και το διμεθυλσουλφοξείδιο. Η Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης
(SEM) χρησιμοποιήθηκε για να μελετηθεί η τοπογραφία των επιφανειών και η
τραχύτητα που εμφανίζουν για την καλύτερη κατανόηση των επιφανειακών
ιδιοτήτων. Τόσο τα υλικά με τα οποία έγιναν οι επιστρώσεις στις οποίες
παρατηρήθηκαν τα βέλτιστα αποτελέσματα αλλά και τα επιστρωμένα φύλλα
χαρακτηρίστηκαν με τη χρήση των τεχνικών της Διαφορικής Θερμιδομετρίας
Σάρωσης (DSC), της Θερμοσταθμικής Ανάλυσης (TGA) και της Φασματοσκοπίας
UV-Vis προκειμένου να διαπιστωθεί αν επηρεάζονται οι αρχικές θερμικές και
οπτικές ιδιότητες του πολυμερικού υμενίου LDPE.
|
Τροποποίηση επιφανειακών ιδιοτήτων πολυμερικών φύλλων με χρήση νανοσύνθετων επιστρωμάτων
