Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лисичкин Г.В. -> "Химия привитых поверхностных соединений " -> 114

Химия привитых поверхностных соединений - Лисичкин Г.В.

Лисичкин Г.В., Фадеев А.Ю. Сердан А.А., Нестеренко П.Н. Химия привитых поверхностных соединений — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 592 c.
ISBN 5-9221-0342-3
Скачать (прямая ссылка): himiyprivitihpoverhnostnihsoedineniy2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 300 >> Следующая

(5.5) с указанными параметрами для такой поверхности дает значение угла смачивания 107°, что хорошо согласуется с наблюдаемым в эксперименте.
Рис. 5.27. Расчетная зависимость углов смачивания воды и гексадекана на поверхности, состоящей из СНз- и SiOH-rpynn
224
Строение и свойства привитых слоев
Таблица 5.10
Контактные углы смачивания, для триметилсиланизированной поверхности
Подложка Силан Условия модифицирования* $мнт / Ос'1'Т Лите- ратура
Кварцевая пластинка (CH3)3SiCl Циклогексан, 5 мин 50/21 [243]
То же Циклогексан, 30 мин 72/35 [243]
_»_ Циклогексан, 14 ч 72/—** [244]
_1»_ Толуол, пиридин 81/—** [2451
_»_ Циклогексан, 40 мин 88/72 [2461
Кварцевый кристалл __» Бензол, 10 мин 80/75 [2471
_И_ Гексан, 15 мин 88/72 [2481
Кварцевый капилляр (CH3)3SiN(CH3)2 Толуол, 48 ч, 100°С 112/86 [2491
Кремнеземная пластинка (CH3)3SiCl Бензол, 10 мин 73/65 [2501
То же Пары, 30 мин 64/64 [27]
И Пары, 2,5 ч 89/89 [27]
_»_ Циклогексан, 5 ч 66/54 [136]
_И_ Пары, 5 ч 84/74 [136]
_и_ Чистая жидкость, 10 мин, 10 мин в циклогексане 90/88 [136]
Стеклянный капилляр (CH3)3SiN(CH3)2 Чистая жидкость, 20 ч, 100°С 86/-** [233]
Стеклянная пластинка (CH3)3SiCl Пары, 16 ч 82/64 [26]
Боросиликатное стекло То же Толуол, 30 мин 113/52 [137]
_1)_ То же 117/-** [251]
Кремниевая пластинка _п_ Толуол, 60-70 °С, 72 ч 105/91 [151
_п_ Толуол, 72 ч 105/96 [151
_»_ Пары, 60-70 °С, 72 ч 108/96 [15]
(CH3)3SiN(CH3)2 Толуол, 60-70 °С, 72 ч 105/93 [151
То же Толуол, 72 ч 106/98 [15]
_11_ Пары, 60-70°С, 72 ч 108/98 [15]
(CH3)3Si0S02CF3 Толуол, 72 ч 105/95 [151
То же Пары, 60-70°С, 72 ч 108/98 [15]
(CH3)3SiI Толуол, 72 ч 107/96 [15]
‘Если не оговорено особо, то все реакции проводили при комнатной температуре. ** Значение не приведено.
571
Взаимодействие привитых слоев с жидкостью
225
Более высокие значения углов натекания, наблюдаемые в работах [137,249,251], скорее всего, свидетельствуют о шероховатости исследованных поверхностей.
Взаимодействие жидкости с привитым слоем. Исследованию смачивания привитых слоев посвящено значительное число работ, однако зачастую сравнительный анализ данных затруднен, поскольку в работах использовались различные подложки и/или разные методы синтеза монослоев. Так, например, для ковалентнопривитых монослоев алкилдиметилсиланов сообщалось, что контактный угол воды увеличивается с ростом длины цепи для монослоев, закрепленных на кремнеземных пластинах [136,233]. В работе [249] авторы наблюдали незначительное уменьшение угла смачивания с ростом длины цепи для монослоев в кварцевых капиллярах. Минимум угла смачивания для средних цепей в 4-8 атомов углерода наблюдался [137,251] для монослоев, закрепленных на пластинках боросиликатного стекла. В связи с этим наиболее надежными представляются исследования [15,252], выполненные на монокристаллах окисленного кремния — химически и геометрически однородной (атомно-гладкой) кремнеземной подложке.
Результаты работы [15] приведены на рис. 5.28. Как видно из рисунка, угол смачивания для воды не зависит от длины привитой алкильной цепи и находится на уровне 104-108 °/94-96° (натекание/оттекание). Приняв в качестве среднего значения угла натекания 106 ° и рассматривая поверхность как смесь метиленовых и метильных групп с углами 8i =
= 115° (СНз) и $2 = 100° (СНг), по уравнению Израелашвили-Ги получим, что данное значение соответствует наличию на поверхности ~ 55 % метиленовых и ~ 45 % метильных групп.
Поскольку значения угла не меняются с ростом длины привитой цепи, можно предположить, что молекулы воды не проникают в привитый слой. Таким образом, данные поверхности по отношению к воде проявляют себя как смешанные метиленово-метильные. При использовании в качестве смачивающей жидкости йодистого метилена и в особенности гексадекана углы смачивания заметно уменьшаются с ростом длины привитой алкильной цепи (см. рис. 5.28). Для иодистого метилена угол смачивания Cie-слоя равен 57°, что соответствует наличию на поверхности ~20% метильных и ~80% метиленовых групп. Гексадекан начинает практически полностью смачивать поверхность (в < < 10°) для монослоев с длиной цепи в 10-12 атомов углерода и более, что соответствует значительной доле метиленовых групп, доступных для гексадекана. Точная оценка доли метиленовых групп по уравнению Израелашвили-Ги в данном случае невозможна из-за низкой точности определения углов, <10°.
Приведенные на рис. 5.28 зависимости углов смачивания хорошо иллюстрируют тот факт, что разные жидкости «видят» разные поверхности: вода не проникает, а йодистый метилен и гексадекан проникают в ковалентно-привитые слои алкилдиметилсиланов. Проникновение молекул алканов в привитые слои алкилдиме-
Длина алкильной цепи
Рис. 5.28. Зависимости углов смачивания воды (кружки), иодистого метилена (квадраты) и гексадакаин (треугольники) от длины алкильной цепи для ковалентно-привитых монослоев алкилдиметилхлорсила-нов на кремнии. Темные значки — углы натекания, светлые — углы отте-кання [15]
8 Г.В. Лисичкин и др.
226
Строение и свойства привитых слоев
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 300 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed