Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Лисичкин Г.В. -> "Химия привитых поверхностных соединений " -> 94

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 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 300 >> Следующая

Согласно модели, предлагаемой авторами [33], сборка монослоя октадецилтрихлорсилана происходит на пленке воды (несколько монослоев), адсорбированной на поверхности носителя. Как полагают авторы, октадецилтрихлорсилан после гидролиза собирается в упорядоченный монослой, который стабилизируется за счет образования горизонтальных силоксановых связей между соседними молекулами силана. Любопытно, что подобный «свободностоящий» привитый слой обладает прочностью и стабильностью, значительно превышающей прочность и стабильность традиционных ковалентно-закрепленных структур. Например, термическая и гидролитическая стабильность плотно сформированных монослоев октадецилтрихлорсилана выше, чем для ковалентно-привитых слоев октадецилдиметилхлорси-лана. Высокая стабильность, например к гидролизу, вероятно, определяется стери-ческой недоступностью связей Si—О—Si, определяющих целостность монослоя.
5.2]
Высокоупорядоченные (самособирающиеся) монослои
185
Роль воды в процессе получения упорядоченных монослоев изучалась многими исследователями [40,89-94]. В условиях недостатка воды получаются монослои с разупорядоченной структурой [40,89,90], а в абсолютно сухих условиях при умеренных температурах трихлорсиланы вообще не взаимодействуют с силанольными группами поверхности [91]. Избыток воды в системе также нежелателен, поскольку может привести к неуправляемой поликонденсации трихлорсиланов в растворе с последующим осаждением неупорядоченных силоксановых олигомеров на поверхности, т. е. для получения плотнейших покрытий необходимо оптимальное содержание воды в системе. В связи с этим растворителю отводится очень важная роль в образовании упорядоченных монослоев. Наиболее подробно влияние растворителя на формирование упорядоченных монослоев было изучено в работе [92]. Авторы исследовали реакцию октадецилтрихлорсилана со стеклянными пластинками в 11-ти растворителях. Плотность прививки и качество полученных монослоев оценивали при помощи методов РФЭС и смачивания. Количество воды, экстрагированной растворителем с поверхности пластинок, определяли изотопными методами (D20) с последующим масс-спектрометрическим контролем содержания D2O в объемной фазе растворителя. Как было показано, монослои с плотнейшим покрытием получались в ароматических растворителях (бензол, толуол). Как предполагают авторы [92], в процессе модифицирования растворитель экстрагирует некоторое количество слабосвязанной воды с поверхности в объемную фазу, где и происходит гидролиз трихлорсилана (RSiCls) с образованием трисиланолов (RSi(OH)s). Далее трисиланолы конденсируются друг с другом в приповерхностном слое с образованием плотноупакованного слоя. При этом поверхность, вероятно, оказывает ориентирующее влияние и предотвращает образование дефектов в привитом слое. Растворители с высоким сродством к воде, например 1,4-диоксан, приводят к образованию разупорядоченных монослоев, поскольку, как полагают авторы, способствуют солюбилизации октадецилтрисиланола в объемной фазе, что препятствует его реакции с поверхностью. Растворители с низкой по отношению к воде экстрагирующей способностью также неэффективны, поскольку не в состоянии предоставить достаточное для гидролиза количество воды. Было установлено, что содержание воды в растворителе на уровне 0,15 мг/100 мл является оптимальным для получения хорошо упорядоченных монослоев с высокой плотностью прививки. Согласно [31,93,95], вода на поверхности субстрата играет роль «смазочного слоя», по которому могут свободно скользить молекулы RSi(OH)3, собираясь в упорядоченные монослои. Таким образом, для получения высокоупорядоченных монослоев носитель должен быть покрыт пленкой воды, на которой и происходит образование монослоя.
Самособирающиеся закрепленные на поверхности монослои имеют много общего по структуре с конденсированными монослоями Лэнгмюра-Блоджетт (JI-Б), которые образуются при адсорбции поверхностно-активных молекул на границе раздела жидкость-газовая фаза. Интересным методом получения закрепленных упорядоченных монослоев является «перенос» JI-Б-монослоев кремнийорганиче-ских соединений с поверхности воды на твердую подложку. Как было показано, плотность упаковки молекул в результате закрепления несколько ухудшается, и монослой становится более разупорядоченным.
Согласно модели, предложенной с работе [96], возможно образование плотнейшего «свободностоящего» монослоя с идеальной структурой, который вообще не связан с поверхностью ковалентными связями. В упорядоченном монослое атомы кремния располагаются в узлах гексагональной сетки, атомы кис-
186
Строение и свойства привитых слоев
лорода находятся между ними, а алкильные группы расположены перпендикулярно к поверхности (рис. 5.6, а). Однако структура, подобная изображенной на рис. 5.6, а, вряд ли возможна из-за стерических взаимодействий алкильных цепей.
но он
v _ у
У-*-* но I
\ xsi
он
Si»—О
PH
/ riQ он
° 1
/ J5i.
но-
\ ж/ °"\
°Ч уОН V 0Н
Si • -si Г
он I Vo
НО— Si
On I q ли
/ \
Si OH Si
\ I 1
V он ' о
/ *-но i
: \ /\
^-он V О он
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 300 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed