Одержання текстурованих поверхонь полімерних матеріалів з використання металевих шаблонів

Abstract

Мета роботи – порівняння структури та водовідштовхувальні властивостей за допомогою визначення кута змочування текстурованих поверхонь при використані металевих майстер-форм для виготовлення зразків різними способами. Структуру поверхонь, які були отримані в результаті різноманітних способів виготовлення, а саме тепмлатний метод, заповнення шаблону мономером із подальшою полімеризацією та нанесення розчину полімеру та розчинника із подальшим видаленням рідкого середовища, вивчають за допомогою оптичної мікроскопії. Регулярність структури досліджувалась аналізом цифрових зображень, які були зроблені за допомогою оптичної мікроскопії. Водовідштовхувальні властивості досліджувалися методом сидячої краплі із використанням гоніометричної приставки. Виготовлено текстуровані поверхні з різних матеріалів, а саме: поліетилену низької густини, полідиметилсилоксанового каучуку, етилен-пропіленового каучуку. Вказано методи, за якими вони виготовляються. Описано якісну характеристику кожної поверхні із врахуванням геометрії шаблону. Виконано кількісний аналіз значень кута водовідштовхування текстурованих та нетекстурованих поверхонь. Доповнено причини та наслідки погіршення властивостей зразків. Запропоновано методи їх вирішення. За допомогою оптичної мікроскопії встановлено оптимальний метод, при якому буде виконуватися одна із ключових умов виготовлення текстурованих поверхонь. При цьому, використовуючи шаблон із металу, а саме алюмінію, створили шаблони із інших матеріалів. Також визначили кількісну характеристику впливу текстурування поверхонь обраних матеріалів без виконання двох інших критеріїв. Описані методи можуть використовуватися для масштабування процесу виготовлення текстурованих поверхонь із використання більш легких методів та різноманітних матеріалів.

To compare the structure and water repellent properties by determining the wetting angle of textured surfaces using metal master molds for making samples through various methods. The structure of surfaces obtained through different manufacturing methods, namely templating method, filling the template with monomer followed by polymerization, and applying polymer and solvent solution followed by removal of the liquid medium, is studied using optical microscopy. The regularity of the structure was analyzed by digital images taken with optical microscopy. Water repellent properties were investigated using the sessile drop method with a goniometric attachment. Textured surfaces were produced from various materials, including low-density polyethylene, polydimethylsiloxane rubber, and ethylene-propylene rubber. The methods used for their production are indicated. The qualitative characteristics of each surface, considering the template geometry, are described. A quantitative analysis of the wetting angle values of textured and non-textured surfaces was conducted. The causes and consequences of the deterioration in sample properties are supplemented, along with proposed methods for their resolution. Using optical microscopy to establish the optimal method for fulfilling one of the key conditions for producing textured surfaces. By utilizing a metal template, specifically aluminum, templates from other materials were created. Additionally, determining the quantitative impact of surface texturing on selected materials without fulfilling two other criteria. The described methods can be applied to scale up the process of manufacturing textured surfaces using lighter methods and a variety of materials.