Doklady ChemistryDoklady ChemistryДоклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах2686-95353034-5111The Russian Academy of Sciences68247810.31857/S2686953524060031BOVJLPPHYSICAL CHEMISTRYФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯResearch ArticleSuperhydrophobisation of Painted Surfaces to Improve Their Protective Properties and Impart New Functional Properties to MaterialsСупергидрофобизация окрашенных поверхностей для повышения их защитных свойств и придания новых функциональных свойств материаламKuzinaE. A.КузинаЕ. А.
Russian Federation
ame@phyche.ac.ruEmelyanenkoA. M.ЕмельяненкоА. М.
Russian Federation
ame@phyche.ac.ruBoinovichL. B.БойновичЛ. Б.
Russian Federation

Academician of the RAS

академик РАН

ame@phyche.ac.ruFrumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of SciencesИнститут физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук201220245191172404062025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-9535/article/view/682478

The method of superhydrophobization of the epoxy enamel layer based on the use of pulsed laser treatment and chemisorption of fluorinated silane on the textured enamel surface is proposed. It is shown that flexible control of laser irradiation parameters makes it possible to texture the enamel surface without overheating and subsequent destruction. Experimental studies have shown that the proposed superhydrophobic treatment can significantly improve the protective properties of enamel and impart it new functional properties, such as water-repellent properties with extreme contact and roll-off angles, increased resistance to both abrasive loads and surface stresses arising in the three-phase contact zone during water crystallization and ice melting.

Предложен метод супергидрофобизации слоя эпоксидной эмали на основе применения импульсной лазерной обработки и хемосорбции на текстурированную поверхность эмали фторированного силана. Показано, что гибкое управление параметрами лазерного излучения позволяет текстурировать поверхность эмали без ее перегрева и последующего разрушения. Экспериментальные исследования показали, что в результате супергидрофобизующей обработки улучшаются защитные свойства эмали и появляются новые функциональные свойства, такие как водоотталкивающие свойства с экстремальными углами смачивания и скатывания, повышенная стойкость как к абразивным нагрузкам, так и к поверхностным напряжениям, возникающим в зоне трехфазного контакта при кристаллизации воды и плавлении льда.

enamelsuperhydrophobicitywettinglaser processingdurabilityabrasive loadprotective propertiescorrosion protectionanti-icing propertiesэмальсупергидрофобностьсмачиваниелазерная обработкастойкостьабразивная нагрузказащитные свойствазащита от коррозиипротивообледенительные свойстваРоссийский научный фондRussian Science Foundation23-73-30004Бойнович Л.Б. // Вестник РАН. 2013. Т. 83. № 1. С. 10–22. https://doi.org/10.7868/S0869587313010039Ogihara H., Okagaki J., Saji T. // Langmuir. 2011. V. 27. № 15. P. 9069–9072. https://doi.org/10.1021/la200898zManabe K., Saikawa M., Sato I., Loo C.S., Takashima K., Norikane Y. // ACS Appl. Polym. Mater. 2024. V. 6. № 22. P. 13701–13709. https://doi.org/10.1021/acsapm.4c02416Бузник В.М. // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 1 (26). С. 29–34.Бойнович Л.Б., Бузник В.М., Гракович П.Н., Грязнов В.И., Пашинин А.С., Юрков Г.Ю. // Докл. АН. 2015. Т. 462. № 4. С. 431–434. https://doi.org/10.7868/S0869565215160124Кондрашов Э.К., Нефедов Н.И., Веренинова Н.П., Кущ П.П., Кичигина Г.А., Кирюхин Д.П., Бузник В.М. // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. № 1. С. 2–10.Кузина Е.А., Емельяненко К.А., Домантовский А.Г., Емельяненко А. М., Бойнович Л.Б. // Коллоид. журн. 2022. Т. 84. № 4. С. 453–464. https://doi.org/10.31857/S0023291222040097Diker C.Ö., Duman O., Tunç S. // Appl. Clay Sci. 2023. V. 244. P. 107109. https://doi.org/10.1016/j.clay.2023.107109Diker C.Ö., Duman O., Tunç S. // Appl. Clay Sci. 2024. V. 262. P. 107626. https://doi.org/10.1016/j.clay.2024.107626Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. // Приборы и техника эксперимента. 2002. Т. 45. С. 52–57.Кузина Е.А., Омран Ф.Ш., Емельяненко A.М., Бойнович Л.Б. // Коллоид. журн. 2023. Т. 85. № 1. С. 63–70. https://doi.org/10.31857/S0023291222600614Залесский Б.В., Флоренский К.П. // Труды института геологических наук. АН СССР. 1952. Т. 146. № 42. С. 39–50.Wenzel R.N. // Ind. Eng. Chem. 1936. V. 287 № 8. P. 988–994. https://doi.org/10.1021/ie50320a024Prorokova N.P., Vavilova S.Y., Bouznik V.M. // J. Fluorine Chem. 2017. V. 204. P. 50–58. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2017.10.009Севостьянов Н.В., Розен А.Е., Бузник В.М., Логинов О.Н., Усатый С.Г., Болсуновская Т.А. // Трение и износ. 2020. Т. 41. № 1. С. 55–62.Севостьянов Н.В., Бурковская Н.П., Бузник В.М. // Трение и износ. 2015. Т. 36. № 6. С. 671–674.Stern M., Geary A.L. // J. Electrochem. Soc. 1957. V. 104. P. 56–63. https://doi.org/10.1149/1.2428496Bäuerle D. Material transformations, laser cleaning. In: Laser processing and chemistry. Berlin, Heidelberg: Springer, 2011. P. 535–559. https://doi.org/10.1007/978-3-642-17613-5_23