RO130771A2 - Procedeu de îmbunătăţire a aderenţei filmelor de polipirol prin ancore de polimeri bio-inspiraţi de tip polidopamină - Google Patents
Procedeu de îmbunătăţire a aderenţei filmelor de polipirol prin ancore de polimeri bio-inspiraţi de tip polidopamină Download PDFInfo
- Publication number
- RO130771A2 RO130771A2 ROA201300253A RO201300253A RO130771A2 RO 130771 A2 RO130771 A2 RO 130771A2 RO A201300253 A ROA201300253 A RO A201300253A RO 201300253 A RO201300253 A RO 201300253A RO 130771 A2 RO130771 A2 RO 130771A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- polydopamine
- polypyrrole
- anchors
- films
- film
- Prior art date
Links
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 title claims abstract description 26
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims 2
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims abstract description 13
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 25
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims description 2
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 claims description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 17
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 15
- GSSXLFACIJSBOM-UHFFFAOYSA-N 2h-pyran-2-ol Chemical compound OC1OC=CC=C1 GSSXLFACIJSBOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a filmelor de polipirol cu aderenţă crescută, cu aplicabilitate la senzori, diode, dispozitive electrocromice. Procedeul conform invenţiei constă în crearea ancorelor de polidopamină pe suprafaţa stratului de Ti, prin autopolimerizarea chimică a dopaminei din soluţie apoasă, şi depunerea stratului de polipirol prin polimerizare electrochimică şi ancorarea simultană a filmului pe ancorele de polidopamină formate, din care rezultă filme de polipirol cu o valoare a aderenţei de 8,39 MPa.
Description
Invenția se referă la un procedeu de obținere a filmelor de polipirol cu aderență crescută, cu aplicabilitate la senzori, diode, dispozitive electrocromice. Procedeul conform invenției constă în crearea ancorelor de polidopamină pe suprafața stratului de Ti, prin autopolimerizarea chimică a dopaminei din soluție apoasă, și depunerea stratului de polipirol prin polimerizare electrochimică și ancorarea simultană a filmului pe ancorele de polidopamină formate, din care rezultă filme de polipirol cu o valoare a aderenței de 8,39 MPa.
Revendicări: 1
Figuri: 2
Cu începere de la data publicării cererii de brevet, cererea asigură, în mod provizoriu, solicitantului, protecția conferită potrivit dispozițiilor art:32 din Legea nr. 64/1991, cu excepția cazurilor în care cererea de brevet de invenție a fost respinsă, retrasă sau considerată Ca fiind retrasă, întinderea protecției conferite de cererea de brevet de invenție este determinată de revendicările conținute în cererea publicată în conformitate cu art.23 aiin,(1) - (3).
OFICIUL DE STAT PENTRU INVENȚII Șl MĂRCI
Cerere de brevet de invenție
Nr. P.P.AS....
Data depozit ...2.^3:..¾¾..
Descrierea celor doua etape de depunere a filmelor
a) Prima etapa: depunerea polidopaminei
Depunerea polidopamniei (crearea ancorelor de polidopamina) pe substratul de titan s-a realizat la temperatura camerei, pornind de la 3-hidroxitiramine hidrochloride (dopamine HC1) disponibila in forma comerciala. Pentru obținerea ancorelor de polidopamina, substratul de titan a fost imersat in soluție de dopamina: 0.15M dopamina in lOmM Tris, la pH = 8.5. Probele de Ti au fost menținute diferite perioade de timp in soluția de polimerizare: 24h, 72h si 96h. După aceste perioade de timp, au fost spalate cu apa ultrapura si apoi uscate.
b) A doua etapa: depunerea filmului de pirol înainte de utilizare, pirolul (Sigma - Aldrich) a fost supus distilării, pentru purificare. Filmele de polipirol au fost depuse electrochimie dintr-o soluție de electrolit care conține acid oxalic 0.2M si monomer de Py 0.2M. Procesul electrochimie s-a desfasurat intr-o celula cu trei electrozi: un contraelectrod de platina, un electrod de referința Ag/AgCl si electrodul de lucru, constând in proba de Ti pe care se realizează depunerea. Experimentele electrochimice au fost realizate cu un echipament Autolab PGStat 302N iar datele înregistrate cu softul specializat NOVA 1.7. Electrodepunerea a fost realizata prin 5 cicluri de voltametrie ciclica pe substratul de Ti neacoperit si pe probele de Ti pe care s-au realizat ancorele de polidopamina.
Parametrii utilizați pentru polimerizarea electrochimică au fost:
- domeniul de potențial: 0 - 1,1 V
- număr de cicluri de polarizare: 5
- viteza de scanare: 0,05V
- pasul de scanare: 0,00244V
După electrodepunere, probele au fost spalate cu apa ultrapura si apoi uscate.
Depunerea se realizează pe o suprafața destul de mare cat sa fie suficienta pentru aplicarea in practica a testului de aderenta.
Aderenta filmelor de polipirol depuse pe titan, pe care s-a depus mai intai polidopamina, a fost masurata cu un echipament PosiTest Adhesion Tester (DeFelsko Corporation). Aceasta este o metoda prin tragere (puii test) prin care se aplica o forța necesara pentru a desprinde filmul de pe o anumita suprafața, folosind presiunea hidraulica.
Ο 1 3 - - 0 0 2 5 3 2 6 -03- 2013
Se prezintă în continuare 4 exemple de obținere a filmelor polimerice pe baza de pirol. S-au elaborat patru probe:
- proba 1 - proba martor - titan acoperit cu film de polipirol
- proba 2,3,4 - titan acoperit cu polidopamina, la timpi diferiți de imersie in soluția de dopamina: 24h, 72h si 96h, apoi depunere film polipirol.
Exemplul 1
Pentru realizarea unei probe martor/control (Proba 1) s-a pregătit o proba de titan cu suprafața pregătită conform descrierii de mai sus. Pe aceasta s-a efectuat doar cea de-a doua etapa, respectiv s-a depus electrochimie filmul de pirol respectând procedura descrisa anterior, la cea de-a doua etapa.
Testul de aderenta:
Pentru acest film, valoarea presiunii la care filmul de PPy se desprinde de pe suprafața titanului este de 1.89MPa.
Exemplul 2
A doua proba (Proba 2) a constat intr-un substrat de titan care a urmat parcursul celor doua etape de depunere a polidopaminei si a polipirolului.
Proba de titan a cărui suprafața a fost pregătită conform descrierii de pregătire a suprafeței, a fost imersata timp de 24 de ore in soluția de dopamina (prima etapa), pentru a se crea „site-urile” de polidopamina, necesare ancorării ulterioare a filmului de pirol. Depunerea pirolului s-a realizat conform descrierii de la etapa a doua.
Testul de aderenta
Pentru acest film, valoarea presiunii la care filmul de PPy se desprinde de pe suprafața titanului este de 3.46 MPa.
In imaginile SEM de mai jos, sunt prezentate morfologiile de suprafața pentru proba 2, după realizarea primei etape - depunerea polidopaminei (Fig.la) si după realizarea si a celei de-a doua etape: depunerea pirolului (Fig. lb).
ί\- 2013- - 00253- j
6 -113- ara
Figura 1. Imagini SEM pentru a) filmul de polidopamina depus pe titan prin imersia substratului in soluția de dopamina timp de 24 ore; b) filmul de polipirol crescut electrochimică peste grăunții de polidopamina
Exemplul 3
A treia proba a constat intr-un substrat de titan care a urmat parcursul celor doua etape de depunere a polidopaminei si a polipirolului.
Proba de titan a cărui suprafața a fost pregătită conform descrierii de pregătire a suprafeței, a fost imersata timp de 72 de ore in soluția de dopamina (prima etapa), pentru depunerea polidopaminei, necesare ancorării ulterioare a filmului de pirol. Timpul a fost ales special mai îndelung ca la proba 2, pentru a verifica apoi prin testul de aderenta cum este influențată taria legăturii dintre substratul metalic si filmul de pirol. Depunerea pirolului s-a realizat conform descrierii de la etapa a doua.
Testul de aderenta
Pentru acest film, valoarea presiunii la care filmul de PPy se desprinde de pe suprafața titanului este de 8,39 MPa.
In imaginile SEM de mai jos, sunt prezentate morfologiile de suprafața pentru proba 3, după realizarea primei etape - depunerea polidopaminei (Fig.2a) si după realizarea si a celei de-a doua etape: depunerea pirolului (Fig. 2b).
<χ- 2 0 1 3 - - 0 0 2 5 3 - £2_
6 -13-2013
Figura 2. Imagini SEM pentru a) filmul de polidopamina depus pe titan prin imersia substratului in soluția de dopamina timp de 72 ore; b) filmul de polipirol crescut electrochimică peste grăunții de polidopamina
Exemplul 4
A patra proba a constat intr-un substrat de titan care a urmat mai intai parcursul primei etape de depunere a polidopaminei.
O proba de titan a cărui suprafața a fost pregătită conform descrierii de pregătire a suprafeței, a fost imersata timp de 96 de ore in soluția de dopamina (prima etapa), pentru depunerea polidopaminei, necesare ancorării ulterioare a filmului de pirol. S-a încercat si realizarea celei de-a doua etape, depunerea pirolului, insa s-a constatat ca acesta nu s-a mai depus ca in cazul probelor 1-3 deoarece suprafața titanului a fost complet acoperita cu polidopamina, care este un polimer neconductor, fapt ce a dus la blocarea electrodului.
Aceste rezultate au demonstrat eficacitatea polidopaminei in imbunatatirea aderentei filmului de pirol la suprafețe metalice oxidabile, fapt ce a determiant dorința de a breveta aceasta invenție.
Bibliografie
1. J.I. Martins, M. Bazzaoui, T.C. Reis, E.A. Bazzaoui, L. Martins, Electrosynthesis of homogeneous and adherent polypyrrole coatings on iron and steel electrodes by using a new electrochemical procedure, Synthetic Met., 129 (2002) 221-228.
2. C.A. Ferreira, S. Aeiyach, J.J.Aaron, P.C. Lacaze Electrosynthesis of strongly adherent polypyrrole coatings on iron and mild steel in aqueous media, Electrochim. Acta, 41 (1996) 1801-1809(1809).
3. M. Rizzi, M. Trueba, S.P. Trasatti, Polypyrrole films on Al alloys: The role of structural changes on protection performance, Synthetic Met., 161 (2011) 23-31.
0 1 3 - - 0 0 2 5 3 2 6 -03- 2013
Revendicări ctoouee conform art. 15 alin. 7 din legea nr. 64 /1991 la data de
Claims (1)
- REVENDICĂRIPROCEDEU DE ÎMBUNĂTĂȚIRE A ADERENTEI FILMELOR DE POLIPIROL PRIN ANCORE DE POLIMERI BIO-INSPIRATI DE TIP POLIDOPAMINA1. Procedeu de îmbunătățire a aderentei filmelor polimerice pe substrat de titan, caracterizate prin aceea ca se obțin intr-o prima etapa prin autopolimerizarea chimica a dopaminei din soluție 0.15M dopamina in lOmM Tris, la pH = 8.5, după care intr-o a doua etapa se depune filmul de polipirol prin polimerizare electrochimică potentiodinamica a polipirolului in domeniul (0 - IV vs. Ag/AgCl), dintr-o soluție de electrolit care conține acid oxalic 0.2M si monomer de pirol 0.2M din care rezulta filme cu următoarele caractesitici: aderente la substratul de titan, uniforme, stabile electrochimie.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201300253A RO130771B8 (ro) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Procedeu de îmbunătăţire a aderenţei filmelor polimerice pe substrat de titan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201300253A RO130771B8 (ro) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Procedeu de îmbunătăţire a aderenţei filmelor polimerice pe substrat de titan |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO130771A2 true RO130771A2 (ro) | 2015-12-30 |
| RO130771B1 RO130771B1 (ro) | 2017-10-30 |
| RO130771B8 RO130771B8 (ro) | 2018-05-30 |
Family
ID=54980030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201300253A RO130771B8 (ro) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Procedeu de îmbunătăţire a aderenţei filmelor polimerice pe substrat de titan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO130771B8 (ro) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113410499A (zh) * | 2020-04-29 | 2021-09-17 | 华中科技大学 | 一种提高微生物燃料电池产电性能的方法 |
| EP4008808A1 (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-08 | University of Wroclaw | Method of obtaining a sensor with a subnanomolar detection limit for determination of dopamine levels, especially in urine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL248171B1 (pl) * | 2020-12-02 | 2025-11-03 | Univ Wroclawski | Sposób otrzymywania blendy polimerowej (PDA-PPy) polidopaminy (PDA) i polipirolu (PPy) na podłożach przewodzących |
-
2013
- 2013-03-26 RO ROA201300253A patent/RO130771B8/ro unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113410499A (zh) * | 2020-04-29 | 2021-09-17 | 华中科技大学 | 一种提高微生物燃料电池产电性能的方法 |
| CN113410499B (zh) * | 2020-04-29 | 2022-09-20 | 华中科技大学 | 一种提高微生物燃料电池产电性能的方法 |
| EP4008808A1 (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-08 | University of Wroclaw | Method of obtaining a sensor with a subnanomolar detection limit for determination of dopamine levels, especially in urine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO130771B1 (ro) | 2017-10-30 |
| RO130771B8 (ro) | 2018-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Super-hydrophobic film prepared on zinc and its effect on corrosion in simulated marine atmosphere | |
| Wang et al. | Glassy carbon electrode modified by conductive polyaniline coating for determination of trace lead and cadmium ions in acetate buffer solution | |
| AU2017210757B2 (en) | Conducting polymers | |
| RO130771A2 (ro) | Procedeu de îmbunătăţire a aderenţei filmelor de polipirol prin ancore de polimeri bio-inspiraţi de tip polidopamină | |
| Adraoui et al. | Lead Determination by Anodic Stripping Voltammetry Using ap‐Phenylenediamine Modified Carbon Paste Electrode | |
| Dikusar et al. | On limiting rate of dimensional electrodeposition at meso-and nanomaterial manufacturing by template synthesis | |
| JP2014503693A5 (ro) | ||
| Marušić et al. | Optimizing the preparation procedure of self-Assembled monolayer of stearic acid for protection of cupronickel alloy | |
| CN103700619B (zh) | 铜互连电镀填充方法 | |
| Panah et al. | Study of the anticorrosive properties of polypyrrole/polyaniline bilayer via electrochemical techniques | |
| JP2012506488A (ja) | 金属又は金属合金表面の耐食性を増加させるための後処理組成物 | |
| Liu et al. | Electrodeposition of polypyrrole films on 2024 aluminum alloy in phosphoric acid solution | |
| Romeiro et al. | Evaluation of the corrosion protection behaviour of poly (neutral red) films on passivated copper | |
| Fayyad et al. | Coatings of conducting polymers for corrosion protection of mild steel | |
| CN113195644B (zh) | 通过原位聚合进行的对着基材的涂覆 | |
| CN111304642B (zh) | 利用原位生长形成的磷酸铁锌膜层对铁质文物保护的方法 | |
| Lehr et al. | Bilayers polypyrrole coatings for corrosion protection of SAE 4140 steel | |
| CN111693452A (zh) | 评价钢构件热浸镀层耐腐蚀性的交流阻抗测试方法及装置 | |
| Bonastre et al. | Characterisation and corrosion studies of steel electrodes covered by polypyrrole/phosphotungstate using Electrochemical Impedance Spectroscopy | |
| Zainoldin et al. | Electrodeposition of salicylideneaniline and its corrosion behavior | |
| Bai et al. | Phosphonate-functionalized three-dimensional gold nanocomposite as a sensitive interface for facile electrochemical stripping detection of trace copper (II) ions | |
| Shang et al. | Corrosion resistance and molecular dynamics behavior of the MAO/SAM composite coatings on magnesium alloy | |
| Ates | Monomer concentration effects of poly (3-methylthiopene) on electrochemical impedance spectroscopy | |
| Mindroiu et al. | Polypyrrole electrodeposition on Ti6Al7Nb alloy in aqueous and non-aqueous solutions | |
| Mazario et al. | Corrosion inhibition of aluminum by deposition of polypyrrole and silane compounds |