Гидрофобизация — защита поверхности от воды

В Санкт-Петербурге, на набережной Невы, стоит Мраморный дворец, построенный по проекту архитектора Ринальди. В нем помешается ленинградский филиал Музея В. И. Ленина. Фасад здания отличается оригинальным свойством. Он всегда сухой, даже под проливным дождем или под хлопьями мокрого снега.

© A.Savin, Wikimedia Commons

В чем же тут дело? Оказывается, стены Мраморного дворца покрыты пленкой одного из кремне-полимеров (кремне-органических соединений). Толщина ее не превышает ста молекул и потому остается незамеченной даже под микроскопом. Однако пленка эта обладает такой прочностью, что не смывается ни органическими растворами, ни кипящей водой с мылом. Удалить ее можно только механическим способом.

В недалеком будущем защитной пленкой покроют и другие здания. Сделать это несложно, и стоит недорого. Пленка наносится пульверизатором или ручной кистью. Для покрытия поверхности в тысячу квадратных метров требуется всего несколько граммов крем-неорганического соединения.

История появления

Начало химии высокомолекулярных кремне-полимеров положили еще в прошлом веке Д. И. Менделеев и А. М. Бутлеров, объяснившие механизм образования этих веществ. Дело в том, что атомы кремния способны соединяться между собой в самых разнообразных комбинациях наподобие атомов углерода. Сочетаясь с атомами кислорода, они образуют полисилоксаны, с атомами углерода — кремне-углеводороды, с атомами азота — силазаны и т, д. Это свойство кремния открыло путь к получению бесчисленных кремне-органических веществ.

Более ста различных кремне-полимеров создано профессором Б. Н. Долговым и кандидатом химических наук М. Г. Воронковым в лаборатории Ленинградского университета имени А. А. Жданова и в Институте химии силикатов Академии Наук. Многие из них являются гидрофобными, то есть «ненавидящими» воду.

Известно, что вода размывает землю, разрушает бумагу, кожу, строительные материалы. Способность различных поверхностей смачиваться водой при низких температурах вызывает обледенение самолетов, судов, проводов электропередачи. Промокшая под дождем одежда и обувь понижают у людей работоспособность и приводят к простудным заболеваниям.

Применяющиеся с давних пор средства защиты от разрушающего действия воды весьма несовершенны. Это обыкновенный зонтик, или специальная пропитка тканей, делающая их воздухонепроницаемыми, или особые защитные покрытия. Но до последнего времени не было такого защитного от воды средства, которое бы не ухудшало внешнего вида материала и его физико-химических и механических свойств. И только применение крем неорганических пленок открыло новые перспективы в этой области.

Пленка кремне-полимера отталкивает от себя воду, и капли скатываются с поверхности покрытого кремне-органическим соединением предмета, как ртуть со стекла, Ученые находят все новые и новые кремнеполимеры, наиболее пригодные для гидрофобизации различных изделий.

Области применения

Например, силикатную посуду обрабатывают кремне-органическими соединениями, разбавленными в негорючем растворителе. В отдельных случаях поверхность изделия нагревают до 300 градусов, после чего на нее наносят тончайший слой полимера. Такую посуду не требуется после мытья вытирать. До прикосновения полотенца она становится уже сухой.
Точно так же гидрофобнозуется и стекло. Многие полагают, что оно якобы устойчиво к воде. Это —заблуждение.

Мы бываем свидетелями белого налета на экранах телевизоров, стеклах очков и других оптических приборах. Это коррозия стекла, возникающая от длительного соприкосновения с водой или атмосферной влагой. Предохранить от порчи ценные оптические приборы можно только путем гидрофобизации. На тщательно очищенную стеклянную поверхность наносят тонкий слой алкилхлорсилана, разведенного в инертном растворителе. После этого стекло нагревают в течение часа при температуре 110—120 градусов в итоге оно делается наиболее устойчивым против коррозии.

Водители, как и вагоновожатые, пилоты, моряки, пользуясь гидрофобнозироваными стеклами, забудут об обледенениях.

Исключительное значение имеет гидрофобизация строительных материалов, так как она обеспечивает продление их «жизни». От влаги стены покрываются плесенью и разрушаются. Штукатурка, известняк, гипсобетон впитывают в себя влагу. Применение кремне-органических покрытий коренным образом изменит их свойство. Почти повсюду в нашей стране имеется природный гипсовый камень. Этот красивый и дешевый отделочный материал до сих пор нельзя было использовать для наружных архитектурных украшений. Оп порист и, как губка, поглощает воду. Обработанный кремне-органическими соединениями, гипсовый камень сможет заменить многие дорогостоящие строительные материалы. Даже мрамор после гидрофобизации поглощает в 30 раз меньше влаги.

Сколько разрушений причиняет вода книгам, газетам, рукописям, документам! После обработки бумаги полиметилами и сделанные на ней надписи и рисунки невозможно ни смыть водой, ни стереть губкой. Афиши из такой бумаги не размокают от дождя, а обои и скатерти можно мыть водой.

Еще удивительнее результаты гидрофобизации тканей. Кремне-органическая пленка ничуть не меняет внешнего вида и воздухопроницаемости материи. Вы видите, как женщина в батистовом платье идет под проливным дождем, и оно остается совершенно сухим. При стирке или даже кипячении такого платья кремне-полимер сохраняет свои защитные от воды свойства. Гидрофобизация не меняет ни окраски, ни фасона швейных изделий. К ним только перестают приставать чернильные и другие пятна.

Гидрофобной пленкой можно покрывать также обувь, шляпы, перчатки, купальные костюмы, флаги, штурманские карты, рыболовные спасти.

Таким образом, дальнейшая разработка проблемы гидрофобизации, ведущаяся нашими учеными, открывает замечательные перспективы во многих отраслях народного хозяйства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector