RU2232648C2 - Superphobic surface - Google Patents

Superphobic surface Download PDF

Info

Publication number
RU2232648C2
RU2232648C2 RU2001120385/12A RU2001120385A RU2232648C2 RU 2232648 C2 RU2232648 C2 RU 2232648C2 RU 2001120385/12 A RU2001120385/12 A RU 2001120385/12A RU 2001120385 A RU2001120385 A RU 2001120385A RU 2232648 C2 RU2232648 C2 RU 2232648C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phobic
ultra
hydrophobic
primarily
styrene
Prior art date
Application number
RU2001120385/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001120385A (en
Inventor
Карстен РАЙС (DE)
Карстен РАЙС
Даниел-Гордон ДАФФ (DE)
Даниел-Гордон ДАФФ
Георг ВИССМАЙЕР (DE)
Георг ВИССМАЙЕР
Маттиас ФЁТЦ (DE)
Маттиас ФЁТЦ
Йохан КИЙЛСТРА (DE)
Йохан КИЙЛСТРА
Дитер РЮЛЕ (DE)
Дитер РЮЛЕ
Буркхард КЁЛЕР (DE)
Буркхард КЁЛЕР
Original Assignee
Суникс Сурфас Нанотехнологис Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE1998160136 external-priority patent/DE19860136C2/en
Application filed by Суникс Сурфас Нанотехнологис Гмбх filed Critical Суникс Сурфас Нанотехнологис Гмбх
Publication of RU2001120385A publication Critical patent/RU2001120385A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2232648C2 publication Critical patent/RU2232648C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: structured surface with superphobic properties and methods of creation thereof.
SUBSTANCE: superphobic surface has topography which is characterized by relation between spatial frequencies of individual Fourier components and their amplitudes a(f) which are determined from function S: S(log f)=a(f)•f. Integral of the function calculated between lower limit of log(f1/μm-1)= -3 and upper limit of log(f2/μm-1)=3 is at least 0.5. The surface if made of hydrophobic or mainly of oleophilic material or have covering of hydrophobic or mainly of oleophilic material.
EFFECT: possibility of performing superphobic test of materials with different surface structure, possibility of surface self-cleaning, elimination of manufacturing new negative with demanded topography of superphobic surface.
26 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к ультрафобной поверхности, к способу ее получения и ее применению. Топография этой поверхности характеризуется тем, что взаимосвязь между пространственными частотами f отдельных Фурье-компонентов и их амплитудами a(f) определяется функцией SThe present invention relates to an ultra-phobic surface, to a method for its preparation and its use. The topography of this surface is characterized by the fact that the relationship between the spatial frequencies f of the individual Fourier components and their amplitudes a (f) is determined by the function S

Figure 00000002
Figure 00000002

интеграл которой, рассчитанный между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log (f2/мкм-1) = 3, составляет по меньшей мере 0,5, и что указанная поверхность выполнена из гидрофобного или прежде всего олеофобного материала либо имеет покрытие из такого гидрофобного или прежде всего олеофобного материала.whose integral, calculated between the lower limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3, is at least 0.5, and that said surface is made of hydrophobic or especially oleophobic material or has a coating of such a hydrophobic or especially oleophobic material.

Отличительной особенностью ультрафобных поверхностей является то, что краевой угол смачивания капли жидкости, как правило, воды, находящейся на поверхности, значительно превышает 90°, а угол скатывания не превышает 10°. Ультрафобные поверхности с краевым углом >150° и вышеуказанным углом скатывания имеют исключительно важное техническое значение, поскольку они не смачиваются, например, водой, равно как и маслом, частицы грязи обладают лишь самой малой адгезией к этим поверхностям, и эти поверхности являются самоочищающимися. Под самоочищением понимается при этом такое свойство поверхности, при котором прилипшие частицы грязи или пыли могут легко смываться с нее потоком жидкости.A distinctive feature of ultra-phobic surfaces is that the wetting angle of a drop of liquid, usually of water on the surface, significantly exceeds 90 °, and the rolling angle does not exceed 10 °. Ultra-phobic surfaces with a contact angle> 150 ° and the aforementioned rolling angle are of extremely important technical importance, since they are not wetted, for example, with water, nor with oil, dirt particles have only the smallest adhesion to these surfaces, and these surfaces are self-cleaning. In this case, self-cleaning is understood as such a property of the surface in which adhering particles of dirt or dust can easily be washed off with a fluid stream.

С учетом этого предпринимались многочисленные попытки создать поверхности с такими ультрафобными свойствами. Так, в частности, в заявке ЕР 476510 А1 описывается способ получения ультрафобной поверхности, в котором на стеклянную поверхность наносят пленку из оксида металла, после чего обрабатывают ее травлением с использованием плазменного разряда в аргоне (Аr-плазмы). Недостаток полученных по этому способу поверхностей заключается в том, что краевой угол находящейся на такой поверхности капли составляет менее 150°.With this in mind, numerous attempts have been made to create surfaces with such ultra-phobic properties. So, in particular, in the application EP 476510 A1 describes a method of producing an ultraphobic surface, in which a film of metal oxide is applied to a glass surface, and then it is treated by etching using a plasma discharge in argon (Ar-plasma). The disadvantage of the surfaces obtained by this method is that the contact angle of the droplet located on such a surface is less than 150 °.

В патенте US 5693236 также описаны несколько способов получения ультрафобных поверхностей, согласно которым на поверхность с помощью соответствующего связывающего наносят микроиголки из оксида цинка, после чего их различным образом (например, плазменной обработкой) частично оголяют. Затем на структурированную таким путем поверхность наносят покрытие из водоотталкивающего средства. Однако и при таком подходе получают структурированные (профилированные) поверхности с краевым углом, не превышающим 150°.US Pat. No. 5,693,236 also describes several methods for producing ultrafobic surfaces, according to which microneedles of zinc oxide are applied to the surface using an appropriate binder, after which they are partially exposed in various ways (for example, by plasma treatment). Then, a surface made of a water-repellent is applied to the surface so structured. However, even with this approach, structured (profiled) surfaces with a contact angle not exceeding 150 ° are obtained.

Из заявки WO 96/04123 также известны способы получения ультрафобных поверхностей. Согласно предлагаемому в этой заявке техническому решению профиль требуемой поверхности получают уже при изготовлении соответствующего формованного изделия из гидрофобных полимеров за счет использования в этих целях форм, внутренняя поверхность которых представляет собой негатив (т.е. обратный отпечаток) требуемого профиля поверхности. Однако и такому подходу присущ недостаток, состоящий в том, что перед тем, как сформовать изделие с требуемым профилем поверхности, необходимо изготовить негатив с таким профилем. Кроме того, при изготовлении указанной формы с обратным отпечатком не исключена вероятность появления дефектов в поверхности, которые затем после слепка с негатива, т.е. получения "позитива" из гидрофобного полимера, отрицательно скажутся на свойствах поверхности.WO 96/04123 also discloses methods for producing ultrafobic surfaces. According to the technical solution proposed in this application, the profile of the required surface is obtained already in the manufacture of the corresponding molded product from hydrophobic polymers by using forms for this purpose, the inner surface of which is a negative (i.e., back print) of the desired surface profile. However, this approach also has the disadvantage that before forming the product with the required surface profile, it is necessary to produce a negative with such a profile. In addition, in the manufacture of this form with a reverse imprint, the probability of occurrence of defects in the surface, which then after the impression from the negative, i.e. receiving "positive" from a hydrophobic polymer will adversely affect the surface properties.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача получить поверхности с ультрафобными свойствами и разработать способ получения таких поверхностей с краевым углом смачивания ≥150° и предпочтительно с углом скатывания ≤10°.Based on the foregoing, the present invention was based on the task of obtaining surfaces with ultra-phobic properties and to develop a method for producing such surfaces with a wetting angle of ≥150 ° and preferably with a rolling angle of ≤10 °.

Под понятием "угол скатывания" в контексте настоящего описания подразумевается угол наклона в основном плоской и вместе с тем профилированной поверхности относительно горизонтали, при котором неподвижная капля воды объемом 10 мкл при наклоне поверхности начинает скатываться с нее под действием собственной силы тяжести.The term "rolling angle" in the context of the present description refers to the angle of inclination of a generally flat and at the same time profiled surface relative to the horizontal at which a fixed drop of water with a volume of 10 μl when tilting the surface begins to slide off it under the action of its own gravity.

Особая проблема при этом, как очевидно из вышеприведенных примеров, состоит в том, что ультрафобные свойства поверхностей проявляются по-разному. Обусловлено это тем, что поверхности изготавливают из самых разных материалов, и они имеют в большинстве случаев различную структуру. На сегодняшний день нет способа, который позволял бы определять ультрафобные свойства поверхностей независимо от материала, из которого они выполнены. Еще одной задачей изобретения в соответствии с этим является разработка способа, с помощью которого можно было бы испытывать поверхности на их ультрафобные свойства независимо от материала, из которого они выполнены.A particular problem in this case, as is evident from the above examples, is that the ultraphobic properties of surfaces manifest themselves in different ways. This is due to the fact that the surfaces are made of a wide variety of materials, and in most cases they have a different structure. To date, there is no way that would allow to determine the ultrafobic properties of surfaces regardless of the material from which they are made. Another objective of the invention in accordance with this is the development of a method by which it would be possible to test surfaces for their ultrafobic properties, regardless of the material from which they are made.

Указанная задача решается согласно изобретению благодаря профилированной соответствующим образом поверхности с ультрафобными свойствами, которая отличается тем, что она характеризуется топографией, при которой интеграл функции SThis problem is solved according to the invention thanks to a suitably profiled surface with ultra-phobic properties, which is characterized in that it is characterized by a topography in which the integral of the function S

Figure 00000003
Figure 00000003

устанавливающей взаимосвязь между пространственными частотами f отдельных компонентов ряда Фурье и их амплитудами a(f), рассчитанный между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log(f2/мкм-1)=3, составляет по меньшей мере 0,5, а сама поверхность выполнена из гидрофобного или прежде всего олеофобного материала либо имеет покрытие из такого гидрофобного или прежде всего олеофобного материала.establishing the relationship between the spatial frequencies f of the individual components of the Fourier series and their amplitudes a (f), calculated between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3 is at least 0.5, and the surface itself is made of a hydrophobic or primarily oleophobic material or has a coating of such a hydrophobic or primarily oleophobic material.

Гидрофобный материал представляет собой согласно изобретению материал, краевой угол смачивания которого водой на ровной непрофилированной поверхности превышает 90°.The hydrophobic material is, according to the invention, a material whose contact angle with water on a flat, non-profiled surface exceeds 90 °.

Олеофобный материал представляет собой согласно изобретению материал, краевой угол смачивания которого длинноцепочечными н-алканами, такими как н-декан, на ровной непрофилированной поверхности превышает 90°.The oleophobic material is, according to the invention, a material whose contact angle of contact with long chain n-alkanes, such as n-decane, on a flat, non-profiled surface exceeds 90 °.

Предпочтительно, чтобы указанный интеграл функции (1) превышал 0,6.Preferably, said integral of function (1) is greater than 0.6.

Предпочтительной является ультрафобная поверхность, краевой угол смачивания которой водой составляет по меньшей мере 150°, прежде всего по меньшей мере 155°.An ultra-phobic surface is preferred whose contact angle with water is at least 150 °, in particular at least 155 °.

Ультрафобную поверхность или ее подложку целесообразно выполнять из металла, пластмассы, стекла или керамики. Особенно предпочтителен металл, выбранный из группы, включающей бериллий, магний, скандий, титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, галлий, иттрий, цирконий, ниобий, молибден, технеций, рутений, рений, палладий, серебро, кадмий, индий, олово, лантан, церий, празеодий, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций, гафний, тантал, вольфрам, рений, осмий, иридий, платину, золото, таллий, свинец, висмут, прежде всего титан, алюминий, магний и никель либо соответствующий сплав названных металлов. Наиболее предпочтительным металлом для получения ультрафобной поверхности является сплав алюминия и магния, прежде всего A1Mg3.The ultra-phobic surface or its substrate is expediently made of metal, plastic, glass or ceramic. Particularly preferred is a metal selected from the group consisting of beryllium, magnesium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, technetium, ruthenium, rhenium, palladium , silver, cadmium, indium, tin, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum , gold, thallium, lead, bismuth, primarily titanium, aluminum, magnesium and nickel or the corresponding alloy OF DATA metals. The most preferred metal for producing an ultra-phobic surface is an alloy of aluminum and magnesium, especially A1Mg 3 .

В качестве пластмассы для ультрафобной поверхности или ее подложки предпочтительно использовать дуропласты или термопласты. Дуропласт целесообразно выбирать прежде всего из группы, включающей диаллилфталатную смолу, эпоксидную смолу, мочевиноформальдегидную смолу, меламиноформальдегидную смолу, меламинофенолоформальдегидную смолу, фенолоформальдегидную смолу, полиимид, силиконовый каучук и ненасыщенную полиэфирную смолу. Термопласт целесообразно выбирать прежде всего из группы, включающей термопластичный полиолефин, например полипропилен или полиэтилен, поликарбонат, полиэфиркарбонат, сложные полиэфиры, например ПБТ или ПЭТФ, полистирол, сополимер стирола, сополимер стирола и акрилонитрила, каучуксодержащий привитой сополимер стирола, например сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС-пластик), полиамид, полиуретан, полифениленсульфид, поливинилхлорид или любые возможные смеси названных полимеров.As a plastic material for an ultraphobic surface or its substrate, it is preferable to use duroplastics or thermoplastics. It is advisable to choose Duroplast primarily from the group including diallyl phthalate resin, epoxy resin, urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, melamine-phenol-formaldehyde resin, phenol-formaldehyde resin, polyimide, silicone rubber and unsaturated resin. It is advisable to choose a thermoplastic primarily from the group comprising a thermoplastic polyolefin, for example polypropylene or polyethylene, polycarbonate, polyester carbonate, polyesters, for example PBT or PET, polystyrene, styrene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, rubber grafted acrylic copolymer, styrene copolymer copolymer, styrene (ABS plastic), polyamide, polyurethane, polyphenylene sulfide, polyvinyl chloride or any possible mixture of these polymers.

В качестве подложки для поверхности по изобретению пригодны прежде всего следующие термопластичные полимеры:The following thermoplastic polymers are particularly suitable as a substrate for a surface according to the invention:

полиолефины, такие как полиэтилен высокой и низкой плотности, т.е. с плотностью от 0,91 до 0,97 г/см3 которые можно получать по известным способам (см. Ullmann, 4-е издание, 19, стр.167 и далее; Winnacker-Kuchler, 4-е издание, 6, стр.353-367; Elias и Vohwinkel, Neue Polymere Werkstoffe fur die industrielle Anwendung, Munchen, изд-во Hanser Verlag (1983)).polyolefins, such as high and low density polyethylene, i.e. with a density of from 0.91 to 0.97 g / cm 3 which can be obtained by known methods (see Ullmann, 4th edition, 19, p. 166 onwards; Winnacker-Kuchler, 4th edition, 6, p. .353-367; Elias and Vohwinkel, Neue Polymere Werkstoffe fur die industrielle Anwendung, Munchen, Hanser Verlag (1983)).

Помимо названных пригодны полипропилены с молекулярной массой от 10000 до 1000000 г/моль, которые можно получать по известным способам (см. Ullmann, 5-е издание, А10, стр.615 и далее; Houben-Weyl E 20/2, стр.722 и далее; Ullmann, 4-е издание, 19, стр. 95 и далее; Kirk-Othmer, 3-е издание, 16, стр.357 и далее).In addition to the above, polypropylenes with a molecular weight of from 10,000 to 1,000,000 g / mol are suitable, which can be obtained by known methods (see Ullmann, 5th edition, A10, p. 615 onwards; Houben-Weyl E 20/2, p. 722 farther; Ullmann, 4th edition, 19, p. 95 ff; Kirk-Othmer, 3rd edition, 16, p. 357 ff).

Возможно также применение сополимеров названных олефинов или сополимеров с другими α-олефинами, таких, например, как сополимеры этилена с бутеном, гексеном и/или октеном, сополимер этилена и винилацетата, сополимер этилена и этилакрилата, сополимер этилена и бутилакрилата, сополимер акриловой кислоты и этилена, сополимер этилена и винилкарбазола, блоксополимер этилена и пропилена, сополимер этилена, пропилена и диена (СКЭПТ), полибутилен, полиметилпентен, полиизобутилен, сополимер акрилнитрила и бутадиена, полиизопрен, сополимер метила и бутилена, сополимер изопрена и изобутилена.It is also possible to use copolymers of these olefins or copolymers with other α-olefins, such as, for example, copolymers of ethylene with butene, hexene and / or octene, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, a copolymer of ethylene and ethyl acrylate, a copolymer of ethylene and butyl acrylate, a copolymer of acrylic acid and ethylene , copolymer of ethylene and vinylcarbazole, block copolymer of ethylene and propylene, copolymer of ethylene, propylene and diene (SKEPT), polybutylene, polymethylpentene, polyisobutylene, copolymer of acrylonitrile and butadiene, polyisoprene, methyl copolymer and butylene, a copolymer of isoprene and isobutylene.

Способы получения таких полимеров описаны, в частности, в следующих публикациях: справочник Kunststoff-Handbuch, том IV, Munchen, изд-во Hanser Verlag; Ullmann, 4-е издание, 19, стр.167 и далее; Winnacker-Kuchler, 4-е издание, 6, стр.353-367; Elias и Vohwinkel, Neue Polymere Werkstoffe, Munchen, изд-во Hanser Verlag (1983); Franck и Biederbick, Kunststoff Kompendium, Wurzburg, изд-во Vogel Verlag (1984).Methods for producing such polymers are described, in particular, in the following publications: Kunststoff-Handbuch Handbook, Volume IV, Munchen, Hanser Verlag; Ullmann, 4th edition, 19, p. 166 ff; Winnacker-Kuchler, 4th Edition, 6, p. 353-367; Elias and Vohwinkel, Neue Polymere Werkstoffe, Munchen, Hanser Verlag (1983); Franck and Biederbick, Kunststoff Kompendium, Wurzburg, Vogel Verlag (1984).

Согласно изобретению в качестве термопластов могут применяться также термопластичные ароматические поликарбонаты, прежде всего таковые на основе дифенолов формулы IAccording to the invention, thermoplastic aromatic polycarbonates can also be used as thermoplastics, especially those based on the diphenols of formula I

Figure 00000004
Figure 00000004

в которойwherein

А обозначает простую связь, С15алкилен, С25алкилиден, С56циклоалкилиден, -S-, -SO2-, -О-, -СО- или C612ариленовый остаток, который необязательно может быть сконденсирован с другими содержащими гетероатомы ароматическими кольцами,A is a single bond, C 1 -C 5 alkylene, C 2 -C 5 alkylidene, C 5 -C 6 cycloalkylidene, -S-, -SO 2 -, -O-, -CO- or C 6 -C 12 arylene residue which may optionally be condensed with other heteroatom-containing aromatic rings,

остатки В каждый независимо друг от друга обозначает С18алкил,residues B each independently of one another are C 1 -C 8 alkyl,

С610арил, особенно предпочтительно фенил, С712аралкил,C 6 -C 10 aryl, particularly preferably phenyl, C 7 -C 12 aralkyl,

предпочтительно бензил, галоген, предпочтительно хлор, бром,preferably benzyl, halogen, preferably chlorine, bromine,

x имеет независимые друг от друга значения и обозначает соответственно 0, 1 или 2 иx has independent values and denotes 0, 1 or 2, respectively, and

p обозначает 1 или 0,p is 1 or 0,

или замещенные алкилом дигидроксифенилциклоалканы формулы IIor alkyl substituted dihydroxyphenylcycloalkanes of formula II

Figure 00000005
Figure 00000005

в которойwherein

R1 и R2 независимо друг от друга обозначают водород, галоген, предпочтительно хлор или бром, С18алкил, С56циклоалкил, С610арил, предпочтительно фенил, и С712аралкил, предпочтительно фенил-С14алкил, прежде всего бензил,R 1 and R 2 are independently hydrogen, halogen, preferably chlorine or bromine, C 1 -C 8 alkyl, C 5 -C 6 cycloalkyl, C 6 -C 10 aryl, preferably phenyl, and C 7 -C 12 aralkyl preferably phenyl-C 1 -C 4 alkyl, especially benzyl,

m обозначает целое число от 4 до 7, предпочтительно 4 или 5,m is an integer from 4 to 7, preferably 4 or 5,

R3 и R4 при индивидуальном подборе для каждого Z, независимо друг от друга обозначают водород или С16алкил, предпочтительно водород, метил или этил, иR 3 and R 4 , individually selected for each Z, are independently hydrogen or C 1 -C 6 alkyl, preferably hydrogen, methyl or ethyl, and

Z обозначает углерод, при условии, что по меньшей мере у одного атома Z R3 и R4 одновременно представляют собой алкил.Z is carbon, provided that at least one atom ZR 3 and R 4 are simultaneously alkyl.

Пригодными для использования в указанных целях дифенолами формулы I являются среди прочих гидрохинон, резорцин, 4,4’-дигидроксидифенил, 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, 2,4-бис(4-гидроксифенил)-2-метилбутан, 1,1-бис(4-гидроксифенил)циклогексан, 2,2-бис(3-хлор-4-гидроксифенил)пропан, 2,2-бис(3,5-дибром-4-гидроксифенил)пропан. Предпочтительны в качестве дифенолов формулы I 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, 2,2-бис(3,5-дихлор-4-гидроксифенил) пропан и 1,1-бис(4-гидроксифенил)циклогексан.Suitable for use for these purposes, diphenols of the formula I are, among others, hydroquinone, resorcinol, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 2,2-bis (3-chloro-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane. Preferred as diphenols of formula I are 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl) propane and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane.

К предпочтительным дифенолам формулы II относятся дигидроксидифенил-циклоалканы с 5 и 6 кольцевыми С-атомами в циклоалифатическом остатке (m=4 или 5 в формуле II), такие, например, как дифенолы формул IIа, IIb и IIсPreferred diphenols of formula II include dihydroxydiphenyl-cycloalkanes with 5 and 6 ring C atoms in the cycloaliphatic residue (m = 4 or 5 in formula II), such as, for example, diphenols of formulas IIa, IIb and IIc

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

при этом 1,1-бис(4-гидроксифенил)-3,3,5-триметилциклогексин (формула IIc) является особенно предпочтительным.while 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexine (formula IIc) is particularly preferred.

Пригодные согласно изобретению поликарбонаты можно получать известным путем с разветвленной цепью, а именно, за счет встраивания 0,05-2,0 мол.%, в пересчете на суммарное количество применяемых дифенолов, содержащих три или более трех функциональных групп соединений, например содержащих три или более фенольных групп, к которым, в частности, относятсяPolycarbonates suitable according to the invention can be obtained in a known manner with a branched chain, namely, by incorporation of 0.05-2.0 mol%, calculated on the total amount of diphenols containing three or more three functional groups of compounds, for example, containing three or more phenolic groups, which, in particular, include

фтороглюцин,fluoroglucin,

4,6-диметил-2,4,6-три(4-гидроксифенил)гептен-2,4,6-dimethyl-2,4,6-tri (4-hydroxyphenyl) hepten-2,

4,6-диметил-2,4,6-три(4-гидроксифенил)гептан,4,6-dimethyl-2,4,6-tri (4-hydroxyphenyl) heptane,

1,3,5-три(4-гидроксифенил)бензол,1,3,5-tri (4-hydroxyphenyl) benzene,

1,1,1-три(4-гидроксифенил)этан,1,1,1-tri (4-hydroxyphenyl) ethane,

три-(4-гидроксифенил)фенилметан,tri- (4-hydroxyphenyl) phenylmethane,

2,2-бис(4,4-бис(4-гидроксифенил) циклогексил) пропан,2,2-bis (4,4-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexyl) propane,

2,4-бис(4-гидроксифенил)изопропил)фенол,2,4-bis (4-hydroxyphenyl) isopropyl) phenol,

2,6-бис(2-гидрокси-5’-метилбензил)-4-метилфенол,2,6-bis (2-hydroxy-5’-methylbenzyl) -4-methylphenol,

2-(4-гидроксифенил)-2-(2,4-дигидроксифенил)пропан,2- (4-hydroxyphenyl) -2- (2,4-dihydroxyphenyl) propane,

эфир гекса (4-(4-гидроксифенилизопропил)фенил)ортотерефталевой кислоты,hexa ether (4- (4-hydroxyphenylisopropyl) phenyl) orthoterephthalic acid,

тетра(4-гидроксифенил)метан,tetra (4-hydroxyphenyl) methane,

тетра(4-(4-гидроксифенилизопропил)фенокси)метан иtetra (4- (4-hydroxyphenylisopropyl) phenoxy) methane and

1,4-бис-((4’-,4’’-дигидрокситрифенил)метил)бензол.1,4-bis - ((4 ’-, 4’ ’- dihydroxytriphenyl) methyl) benzene.

Из других трифункциональных соединений можно назвать 2,4-дигидроксибензойную кислоту, тримезиновую кислоту, тримеллитовую кислоту, цианурхлорид и 3,3-бис(3-метил-4-гидроксифенил) -2-оксо-2,3-дигидроиндол.Other trifunctional compounds include 2,4-dihydroxybenzoic acid, trimesinic acid, trimellitic acid, cyanuric chloride and 3,3-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -2-oxo-2,3-dihydroindole.

К предпочтительным поликарбонатам наряду с гомополикарбонатом бисфенола А относятся сополикарбонаты бисфенола А с вплоть до 15 мол.%, в пересчете на мол. суммарное количество дифенолов, 2,2-бис(3,5-дибром-4-гидроксифенил) пропана.Preferred polycarbonates along with bisphenol A homopolycarbonate include bisphenol A copolycarbonates with up to 15 mol%, calculated on mol. total amount of diphenols, 2,2-bis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane.

Применяемые ароматические поликарбонаты частично могут быть заменены на ароматические полиэфиркарбонаты. Ароматические поликарбонаты и/или ароматические полиэфиркарбонаты известны из литературы или их можно получать по известным из литературы методам (получение ароматических поликарбонатов см., например, Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", изд-во Interscience Publishers, 1964, а также DE-AS 1495626, DE-OS 2232877, DE-OS 2703376, DE-OS 2714544, DE-OS 3000610, DE-OS 3832396; получение ароматических полиэфиркарбонатов см., например, DE-OS 3077934).The aromatic polycarbonates used can be partially replaced by aromatic polyester carbonates. Aromatic polycarbonates and / or aromatic polyester carbonates are known from the literature or can be obtained by methods known from the literature (for the preparation of aromatic polycarbonates see, for example, Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964, and also DE- AS 1495626, DE-OS 2232877, DE-OS 2703376, DE-OS 2714544, DE-OS 3000610, DE-OS 3832396; for the preparation of aromatic polyester carbonates see, for example, DE-OS 3077934).

Ароматические поликарбонаты и/или ароматические полиэфиркарбонаты могут быть получены, например, взаимодействием дифенолов с галогенангидридами угольной кислоты, предпочтительно с фосгеном, и/или с галогенангидридами ароматических дикарбоновых кислот, предпочтительно с дигалогенангидридами бензолдикарбоновой кислоты, по способу, где используется межфазная реакция, при необходимости с использованием агентов обрыва цепи и при необходимости с использованием трифункциональных или более чем трифункциональных разветвителей цепи.Aromatic polycarbonates and / or aromatic polyester carbonates can be prepared, for example, by reacting diphenols with carbonic acid halides, preferably phosgene, and / or with aromatic dicarboxylic acid halides, preferably with benzene dicarboxylic acid halides, according to a method where an interfacial reaction is used using chain terminating agents and, if necessary, using trifunctional or more than trifunctional chain splitters.

В качестве термопластов могут применяться, кроме того, стирольные сополимеры одного или по меньшей мере двух этиленово ненасыщенных мономеров (виниловых мономеров), таких, например, как стирол, α-метилстирол, замещенные в ядре стиролы, акрилонитрил, метакрилонитрил, метилметакрилат, ангидрид малеиновой кислоты, N-замещенные малеинимиды и эфиры (мет)акриловой кислоты с 1-18 С-атомами в спиртовом компоненте. Эти сополимеры смолоподобны, термопластичны и не содержат каучук. Предпочтительны сополимеры стирола, получаемые полимеризацией по меньшей мере одного мономера из группы, включающей стирол, α-метилстирол и/или замещенный в ядре стирол, и по меньшей мере одного мономера из группы, включающей акрилонитрил, метакрилонитрил, метилметакрилат, ангидрид малеиновой кислоты и/или N-замещенный малеинимид.In addition, styrene copolymers of one or at least two ethylenically unsaturated monomers (vinyl monomers), such as, for example, styrene, α-methyl styrene, substituted styrene core, acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl methacrylate, maleic anhydride, can be used as thermoplastics. , N-substituted maleimides and esters of (meth) acrylic acid with 1-18 C-atoms in the alcohol component. These copolymers are resinous, thermoplastic and free of rubber. Styrene copolymers obtained by polymerization of at least one monomer from the group comprising styrene, α-methylstyrene and / or substituted at the core styrene, and at least one monomer from the group comprising acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl methacrylate, maleic anhydride and / or N-substituted maleimide.

Особенно предпочтительные массовые соотношения между стирольными мономерами и другими виниловыми мономерами в термопластичном сополимере составляют соответственно 60-95 мас.% и 40-5 мас.%.Particularly preferred weight ratios between styrene monomers and other vinyl monomers in a thermoplastic copolymer are 60-95 wt.% And 40-5 wt.%, Respectively.

К наиболее предпочтительным сополимерам относятся сополимеры стирола с акрилонитрилом и при необходимости с метилметакрилатом, α-метилстирола с акрилонитрилом и при необходимости с метилметакрилатом или сополимеры стирола и α-метилстирола с акрилонитрилом и при необходимости с метилметакрилатом.The most preferred copolymers include copolymers of styrene with acrylonitrile and, if necessary, methyl methacrylate, α-methyl styrene and acrylonitrile and, if necessary, methyl methacrylate, or copolymers of styrene and α-methyl styrene with acrylonitrile and, if necessary, methyl methacrylate.

Сополимеры стирола и акрилонитрила известны, и их можно получать радикальной полимеризацией, прежде всего путем эмульсионной, суспензионной полимеризации, полимеризации в растворе или в массе. Молекулярная масса

Figure 00000009
этих сополимеров (средневзвешенное значение, определяемое светорассеянием или седиментацией) составляет предпочтительно от 15000 до 200000 г/моль.Copolymers of styrene and acrylonitrile are known, and they can be obtained by radical polymerization, especially by emulsion, suspension polymerization, polymerization in solution or in bulk. Molecular mass
Figure 00000009
of these copolymers (weighted average determined by light scattering or sedimentation) is preferably from 15,000 to 200,000 g / mol.

Особенно предпочтительными сополимерами являются также статистические сополимеры стирола и ангидрида малеиновой кислоты, которые могут быть получены из соответствующих мономеров предпочтительно непрерывной полимеризацией в массе или полимеризацией в растворе при неполном превращении мономеров. Доля обоих компонентов в применяемых согласно изобретению статистических сополимерах стирола и ангидрида малеиновой кислоты может варьироваться в широких пределах. Предпочтительное содержание ангидрида малеиновой кислоты составляет от 5 до 25 мас.%.Especially preferred copolymers are also statistical copolymers of styrene and maleic anhydride, which can be obtained from the corresponding monomers, preferably by continuous bulk polymerization or solution polymerization with incomplete monomer conversion. The proportion of both components in the statistical copolymers of styrene and maleic anhydride used according to the invention can vary within wide limits. The preferred content of maleic anhydride is from 5 to 25 wt.%.

Вместо стирола полимеры могут содержать также замещенные в ядре стиролы, такие как п-метилстирол, 2,4-диметилстирол и другие замещенные стиролы, например α-метилстирол.Instead of styrene, the polymers may also contain core-substituted styrenes, such as p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene and other substituted styrenes, for example α-methylstyrene.

Молекулярная масса (среднечисленная молекулярная масса

Figure 00000010
) сополимеров стирола и ангидрида малеиновой кислоты может варьироваться в широких пределах. Предпочтителен диапазон от 60000 до 200000 г/моль. Предпочтительная характеристическая вязкость указанных продуктов составляет от 0,3 до 0,9 (определение в диметилформамиде при 25°С; см. Hoffmann, Kromer, Kuhn, Polymeranalytik I, Stuttgart (1977), стр.316 и далее).Molecular weight (number average molecular weight
Figure 00000010
) copolymers of styrene and maleic anhydride can vary within wide limits. A range of from 60,000 to 200,000 g / mol is preferred. The preferred intrinsic viscosity of these products is from 0.3 to 0.9 (determination in dimethylformamide at 25 ° C; see Hoffmann, Kromer, Kuhn, Polymeranalytik I, Stuttgart (1977), p. 316 onwards).

В качестве термопластов приемлемы также привитые сополимеры. Это понятие в контексте настоящего описания включает обладающие каучукоподобными эластичными свойствами привитые сополимеры, которые можно получать в основном по меньшей мере из двух следующих мономеров, выбранных из группы, включающей хлоропрен, бутадиен-1,3, изопропен, стирол, акрилонитрил, этилен, пропилен, винилацетат и эфиры (мет)акриловой кислоты с 1-18 С-атомами в спиртовом компоненте, т.е. сополимеры, описанные, например, в "Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)", том 14/1, изд-во Georg Thieme-Verlag, Stuttgart (1961), стр.393-406, и в С.В. Bucknall "Toughened Plastics", изд-во Appl. Science Publishers, London (1977). Предпочтительны привитые сополимеры, являющиеся частично сшитыми и содержащие гель в количестве более 20 мас.%, предпочтительно более 40 мас.% и прежде всего более 60 мас.%.Grafted copolymers are also suitable as thermoplastics. This term in the context of the present description includes rubber-grafted elastic properties grafted copolymers that can be obtained mainly from at least two of the following monomers selected from the group consisting of chloroprene, butadiene-1,3, isopropene, styrene, acrylonitrile, ethylene, propylene, vinyl acetate and (meth) acrylic acid esters with 1-18 C-atoms in the alcohol component, i.e. copolymers described, for example, in Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl), Volume 14/1, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart (1961), pp. 393-406, and C.V. Bucknall "Toughened Plastics", Appl. Science Publishers, London (1977). Grafted copolymers that are partially crosslinked and contain a gel in an amount of more than 20 wt.%, Preferably more than 40 wt.% And especially more than 60 wt.% Are preferred.

К предпочтительно применяемым привитым сополимерам относятся среди прочих сополимеры стирола и/или акрилонитрила и/или алкиловых эфиров (мет)акриловой кислоты, привитые на полибутадиенах, сополимерах бутадиена и стирола и акрилатных каучуках; т.е. сополимеры описанного в заявке DE-OS 1694173 (патент US 3564077) типа; привитые с алкиловыми эфирами акриловой либо метакриловой кислоты, винилацетатом, акрилонитрилом, стиролом и/или алкилстиролами полибутадиены, сополимеры бутадиена и стирола или бутадиена и акрилонитрила, полиизобутены или полиизопрены, описанные, например, в заявке DE-OS 2348377 (патент US 3919353).Preferred grafted copolymers used include, but are not limited to, copolymers of styrene and / or acrylonitrile and / or alkyl esters of (meth) acrylic acid, grafted onto polybutadiene, copolymers of butadiene and styrene and acrylate rubbers; those. copolymers of the type described in DE-OS 1694173 (US Pat. No. 3,564,077); grafted with polybutadiene alkyl esters of acrylic or methacrylic acid, vinyl acetate, acrylonitrile, styrene and / or alkyl styrenes, copolymers of butadiene and styrene or butadiene and acrylonitrile, polyisobutenes or polyisoprenes, as described, for example, in DE-OS 3,919,377.

Особенно предпочтительными полимерами являются, например АБС-пластики, описанные, в частности, в заявке DE-OS 2035390 (патент US 3644574) или в заявке DE-OS 2248242 (патент GB 1409275).Particularly preferred polymers are, for example, ABS plastics, described in particular in DE-OS 2035390 (US Pat. No. 3,644,574) or DE-OS 2,248,242 (GB 1409275).

Привитые сополимеры можно получать по известным способам, например полимеризацией в массе, суспензионной, эмульсионной полимеризацией или путем комбинированной полимеризации в массе и суспензионной полимеризации.Grafted copolymers can be obtained by known methods, for example, bulk polymerization, suspension, emulsion polymerization, or by combined bulk polymerization and suspension polymerization.

В качестве термопластичных полиамидов могут применяться полиамид 66 (полигексаметиленадипинамид) или полиамиды циклических лактамов с 6-12 С-атомами, предпочтительно лауринлактама и особенно предпочтительно ε-капролактама, т.е. полиамида 6 (поликапролактама), или сополиамиды с главными компонентами 6 и 66 либо смеси, содержащие в качестве главного компонента названные полиамиды. Предпочтителен получаемый активированной анионной полимеризацией полиамид 6 или получаемый активированной анионной полимеризацией сополиамид, главным компонентом которого является поликапролактам.As thermoplastic polyamides, polyamide 66 (polyhexamethylene adipinamide) or cyclic lactam polyamides with 6-12 C-atoms, preferably laurinlactam and particularly preferably ε-caprolactam, i.e. polyamide 6 (polycaprolactam), or copolyamides with the main components 6 and 66, or mixtures containing these polyamides as the main component. Polyamide 6 obtained by activated anionic polymerization or copolyamide obtained by activated anionic polymerization, the main component of which is polycaprolactam, is preferred.

В качестве керамических материалов пригодны оксиды, карбиды и нитриды вышеназванных металлов, равно как и композиты на основе этих материалов.Suitable ceramic materials are oxides, carbides and nitrides of the above metals, as well as composites based on these materials.

Топографию любой поверхности можно описать в принципе на основе композиции, составленной из Фурье-компонентов пространственных частот fx и fy и соответствующих этим частотам амплитуд a(fx) и a(fy). При этом λx=f -1 x и λy=f -1 y обозначают длину структур по координатам x и y.The topography of any surface can be described in principle on the basis of a composition composed of the Fourier components of the spatial frequencies f x and f y and the amplitudes a (f x ) and a (f y ) corresponding to these frequencies. Moreover, λ x = f -1 x and λ y = f -1 y denote the length of the structures at the x and y coordinates.

В технике широко применяется метод определения так называемой спектральной плотности мощности S2(fx,fy). Средняя спектральная плотность мощности пропорциональна среднему значению квадратов всех амплитуд при соответствующих пространственных частотах fx и fy. Если речь идет об изотропной поверхности, то топографию такой поверхности можно охарактеризовать с помощью спектральной плотности мощности PSD(f), усредненной по полярному углу. Спектральная плотность мощности PSD(f) хотя и представляет собой двухмерную функцию размерности [длина]4, тем не менее оба направления отсчета совпадают, и поэтому рассматривается только одно из них. Соответствующая методика подобного расчета описана, например, в публикации авторов С. Ruppe и A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), стр.9, уравнение (2).A technique is widely used in the technique for determining the so-called power spectral density S 2 (f x , f y ). The average spectral power density is proportional to the average square of all amplitudes at the corresponding spatial frequencies f x and f y . If we are talking about an isotropic surface, then the topography of such a surface can be characterized using the power spectral density PSD (f) averaged over the polar angle. The power spectral density PSD (f), although it is a two-dimensional function of dimension [length] 4 , nevertheless, both directions of reference coincide, and therefore only one of them is considered. The corresponding methodology for such a calculation is described, for example, in a publication by C. Ruppe and A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), p. 9, equation (2).

В зависимости от используемого для определения топографии метода измерения значение спектральной плотности мощности либо получают непосредственно, либо полученные результаты необходимо пересчитывать в спектральную плотность мощности PSD(f) путем Фурье-преобразования данных о высоте неровностей профиля, определяющего топографию поверхности. Методика подобного расчета описана в вышеуказанной публикации С. Ruppe и A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), стр.9, которая включена в настоящее описание в качестве ссылки.Depending on the measurement method used to determine the topography, the value of the power spectral density is either obtained directly, or the results obtained must be converted into the power spectral density PSD (f) by the Fourier transform of the data on the height of the irregularities of the profile determining the surface topography. The methodology for such a calculation is described in the above publication by C. Ruppe and A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), p. 9, which is incorporated herein by reference.

Профиль ультрафобной поверхности характеризуется наличием имеющихся под каплей жидкости возвышений (выступов) и углублений (впадин), высота, соответственно глубина которых варьируется от 0,1 нм до 1 мм. Вследствие столь широкого разброса значений определять топографию поверхности в настоящее время невозможно с помощью одного единственного метода измерений, и поэтому для точного определения топографии поверхности приходится использовать комбинацию из трех методов измерения и обработки результатов. Такими методами измерения являются:The ultra-phobic surface profile is characterized by the presence of elevations (protrusions) and depressions (depressions) under a drop of liquid, the height, respectively, of which depth varies from 0.1 nm to 1 mm. Due to such a wide range of values, it is currently impossible to determine the surface topography using a single measurement method, and therefore, to accurately determine the surface topography, one has to use a combination of three methods of measuring and processing the results. These measurement methods are:

1) интерферометрия по интерференции в белом свете (ИБС),1) white light interference interferometry (IHD),

2) сканирующая атомно-силовая микроскопия (САСМ),2) scanning atomic force microscopy (CASM),

3) сканирующая туннельная микроскопия (СТМ).3) scanning tunneling microscopy (STM).

Эти методы измерения позволяют определять спектральную плотность мощности PSD(f) в каждом случае локально в сравнительно узких диапазонах Δf пространственных частот. Затем эти значения локально определенной спектральной плотности мощности объединяют в итоговую (общую) спектральную плотность мощности PSD(f) в диапазоне пространственных частот от f=10-3 мкм-1 до f=103 мкм-1. Метод такого объединения локально полученных кривых PSD описан, например, С. Ruppe и A. Duparre в Thin Solid Films, 288 (1996), стр.10, каковая публикация включена в настоящее описание в качестве ссылки.These measurement methods make it possible to determine the power spectral density PSD (f) in each case locally in relatively narrow spatial frequency ranges Δf. Then these values of the locally determined power spectral density are combined into the final (total) power spectral density PSD (f) in the spatial frequency range from f = 10 −3 μm −1 to f = 10 3 μm −1 . A method for combining locally obtained PSD curves is described, for example, by C. Ruppe and A. Duparre in Thin Solid Films, 288 (1996), p. 10, which publication is incorporated herein by reference.

Интерферометрию по интерференции в белом свете (ИБС) используют для определения спектральной плотности мощности в диапазоне пространственных частот Δf от 1×10-3 мкм-1 до 1 мкм-1, при этомWhite light interference interferometry (IHD) is used to determine the power spectral density in the range of spatial frequencies Δf from 1 × 10 -3 μm -1 to 1 μm -1 , while

для участка измеряемой поверхности размером 1120×1120 мкм измерения проводят в диапазоне пространственных частот Δf от 9×10-4 мкм-1 до 2×10-1 мкм-1,for a portion of the measured surface with a size of 1120 × 1120 μm, measurements are carried out in the spatial frequency range Δf from 9 × 10 -4 μm -1 to 2 × 10 -1 μm -1 ,

для участка измеряемой поверхности размером 280×280 мкм - в диапазоне пространственных частот Δf от 4×10-3 мкм-1 до 9×10-1 мкм-1,for a portion of the measured surface with a size of 280 × 280 μm - in the range of spatial frequencies Δf from 4 × 10 -3 μm -1 to 9 × 10 -1 μm -1 ,

для участка измеряемой поверхности размером 140×140 мкм - в диапазоне пространственных частот Δf от 7×10-3 мкм-1 до 2×100 мкм-1.for a portion of the measured surface with a size of 140 × 140 μm - in the range of spatial frequencies Δf from 7 × 10 -3 μm -1 to 2 × 10 0 μm -1 .

При измерениях этим методом высоту неровностей профиля z(x,y) определяют с помощью интерферометра, используемого для измерения интерференции в белом свете, при этом z обозначает высоту над некоторым произвольно выбираемым базовым уровнем z0 в соответствующей точке x или у. Более подробно условия проведения таких исследований и методика измерений описаны у R.J. Recknagel и G. Notni в Optics Commun. 148, стр.122-128 (1998). Пересчет данных о высоте неровностей профиля проводится аналогично тому, как это осуществляют при рассматриваемых ниже сканирующей атомно-силовой микроскопии, соответственно сканирующей туннельной микроскопии.When measuring by this method, the height of the irregularities of the profile z (x, y) is determined using the interferometer used to measure interference in white light, while z denotes the height above some arbitrarily chosen base level z 0 at the corresponding point x or y. The conditions for such studies and the measurement procedure are described in more detail by RJ Recknagel and G. Notni at Optics Commun. 148, pp. 122-128 (1998). Recalculation of data on the height of profile irregularities is carried out similarly to how this is carried out with the scanning atomic force microscopy considered below, and scanning tunneling microscopy, respectively.

Сканирующую атомно-силовую микроскопию (САСМ) используют для определения спектральной плотности мощности в диапазоне пространственных частот Δf от 1×10-2 мкм-1 до 1×102 мкм-1, и при измерениях этим методом, который широко известен специалистам, высоту неровностей профиля zm,n поверхности регистрируют с помощью сканирующего атомно-силового микроскопа в контактном или виброрежиме. При измерениях этим методом сканируют различные участки (диапазоны выборки) размером L×L. На основании этих сканируемых участков и количества N точек удается вычислить минимальную, соответственно максимальную пространственную частоту, которую можно исследовать на каждом сканируемом участке, при этом справедливо следующее условие: fmax=N/2L, соответственно fmin=1/L. Предпочтительно в каждом сканируемом участке использовать 512 точек измерения, и, таким образом, на сканируемом участке размером 50×50 мкм измерения проводят в диапазоне пространственных частот Δf от 2×10-2 мкм-1 до 5 мкм-1,Scanning atomic force microscopy (CASM) is used to determine the power spectral density in the spatial frequency range Δf from 1 × 10 -2 μm -1 to 1 × 10 2 μm -1 , and when measured by this method, which is widely known to specialists, the height of the irregularities profile z m, n of the surface is recorded using a scanning atomic force microscope in contact or vibration mode. During measurements using this method, various sections (sampling ranges) of size L × L are scanned. Based on these scanned sections and the number of N points, it is possible to calculate the minimum, respectively, maximum spatial frequency that can be investigated in each scanned section, the following condition being true: f max = N / 2L, respectively f min = 1 / L. It is preferable to use 512 measurement points in each scanned area, and thus, in the scanned area of 50 × 50 μm in size, measurements are carried out in the spatial frequency range Δf from 2 × 10 -2 μm -1 to 5 μm -1 ,

на сканируемом участке размером 10×10 мкм - в диапазоне пространственных частот Δf от 1×10-1 мкм-1 до 3×101 мкм-1 иon the scanned area of 10 × 10 μm in the spatial frequency range Δf from 1 × 10 -1 μm -1 to 3 × 10 1 μm -1 and

на сканируемом участке размером 1×1 мкм - в диапазоне пространственных частот Δf от 1 мкм-1 до 3×102 мкм-1.on the scanned area of 1 × 1 μm in size - in the range of spatial frequencies Δf from 1 μm -1 to 3 × 10 2 μm -1 .

Высоту неровностей профиля zm,n определяют относительно некоторого произвольно выбираемого базового уровня z0, где m и n представляют собой координаты точек измерения в направлении x, соответственно y, которые отстоят друг от друга с равным шагом ΔL. Данные о высоте неровностей профиля пересчитывают в средние значения спектральной плотности мощности PSD, используя с этой целью уравнения 1 и 2, представленные в публикации С. Ruppe и A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), стр.9.The height of the profile irregularities z m, n is determined relative to some arbitrarily selected base level z 0 , where m and n are the coordinates of the measurement points in the x direction, respectively y, which are spaced from each other with an equal step ΔL. Data on the height of the profile irregularities are converted to the average power spectral density of the PSD using equations 1 and 2 presented for this purpose by S. Ruppe and A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), p. 9.

Сканирующую туннельную микроскопию (СТМ) используют для определения спектральной плотности мощности в диапазоне пространственных частот Δf от 1×101 мкм-1 до 1×103 мкм-1, и при измерениях этим методом, который широко известен специалистам, высоту неровностей профиля zm,n поверхности регистрируют с помощью сканирующего (растрового) туннельного микроскопа. При измерениях этим методом также сканируют различные участки размером L×L. На основании этих сканируемых участков и количества N точек удается вычислить минимальную, соответственно максимальную пространственную частоту, которую можно исследовать на каждом сканируемом участке, при этом справедливо следующее условие: fmax=N/2L, соответственно fmin=1/L. Предпочтительно в каждом сканируемом участке использовать 512 точек измерения, и, таким образом, на сканируемом участке размером 0,5×0,5 мкм измерения проводят в диапазоне пространственных частот Δf от 2 мкм-1 до 5×102 мкм-1,Scanning tunneling microscopy (STM) is used to determine the power spectral density in the spatial frequency range Δf from 1 × 10 1 μm -1 to 1 × 10 3 μm -1 , and when measured by this method, which is widely known to specialists, the height of the profile irregularities z m , n surfaces are recorded using a scanning (raster) tunnel microscope. When measured by this method, various sections of size L × L are also scanned. Based on these scanned sections and the number of N points, it is possible to calculate the minimum, respectively, maximum spatial frequency that can be investigated in each scanned section, the following condition being true: f max = N / 2L, respectively f min = 1 / L. It is preferable to use 512 measurement points in each scanned area, and thus, in the scanned area of 0.5 × 0.5 μm, the measurements are carried out in the spatial frequency range Δf from 2 μm -1 to 5 × 10 2 μm -1 ,

на сканируемом участке размером 0,2×0,2 мкм - в диапазоне пространственных частот Δf от 5 мкм-1 до 1×103 мкм-1,on the scanned area of 0.2 × 0.2 μm in the spatial frequency range Δf from 5 μm -1 to 1 × 10 3 μm -1 ,

на сканируемом участке размером 0,1×0,1 мкм - в диапазоне пространственных частот Δf от 1×101 мкм-1 до 3×103 мкм-1.on the scanned area of 0.1 × 0.1 μm in size - in the range of spatial frequencies Δf from 1 × 10 1 μm -1 to 3 × 10 3 μm -1 .

Высоту неровностей профиля zm,n определяют относительно некоторого произвольно выбираемого базового уровня z0, где m и n представляют собой координаты точек измерения в направлении х, соответственно y, которые отстоят друг от друга с равным шагом ΔL. Данные о высоте неровностей профиля пересчитывают в средние значения спектральной плотности мощности PSD, используя с этой целью уравнения 1 и 2, представленные в публикации С. Ruppe и A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), стр.9.The height of the profile irregularities z m, n is determined with respect to some arbitrarily chosen base level z 0 , where m and n are the coordinates of the measurement points in the x, y direction, which are spaced from each other with an equal step ΔL. Data on the height of the profile irregularities are converted to the average power spectral density of the PSD using equations 1 and 2 presented for this purpose by S. Ruppe and A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), p. 9.

Более подробно условия проведения таких исследований и методика измерений САСМ и СТМ описаны, например, в публикации S.N. Magonov и М.Н. Whangbo, Surface Analysis with STM and AFM, изд-во VCH, Weinheim (1966), в частности, на стр.47-62.In more detail, the conditions for conducting such studies and the methodology for measuring CASM and STM are described, for example, in S.N. Magonov and M.N. Whangbo, Surface Analysis with STM and AFM, VCH, Weinheim (1966), in particular, pp. 47-62.

Полученные различными методами измерений, соответственно для различных сканируемых участков PSD-кривые объединяют в кривую PSD(f) в диапазоне пространственных частот от 10-3 мкм-1 до 103 мкм-1. Указанную кривую PSD(f) строят на основании полученных данных в соответствии с методом, описанным С. Ruppe и A. Duparre в Thin Solid Films, 288 (1996), стр.10-11. На фиг.1-4 в этой публикации показаны полученные в результате подобного объединения кривые PSD(f) в виде двойной логарифмической зависимости, в которой log(PSD(f)/нм4) является функцией log(f/мкм-1).Obtained by various measurement methods, respectively, for different scanned sections, the PSD curves are combined into a PSD (f) curve in the spatial frequency range from 10 −3 μm −1 to 10 3 μm −1 . The PSD (f) curve is constructed from the data obtained in accordance with the method described by C. Ruppe and A. Duparre in Thin Solid Films, 288 (1996), pp. 10-11. Figure 1-4 in this publication shows the PSD (f) curves obtained as a result of such a combination as a double logarithmic dependence in which log (PSD (f) / nm 4 ) is a function of log (f / μm -1 ).

Методика определения спектральной плотности мощности указанного типа известна уже давно и ее применяют для получения характеристик также других поверхностей, равно как и в иных, самых разных целях (ср., например, J.C. Stover, Optical Scattering, 2-е изд. (1995), изд-во SPIE Press, Bellingham, Washington, USA, глава 2, стр.29 и далее, и глава 4, стр.85 и далее).The technique for determining the spectral power density of this type of energy has been known for a long time and is used to obtain characteristics of other surfaces as well as for other, very different purposes (cf., for example, JC Stover, Optical Scattering, 2nd ed. (1995), SPIE Press, Bellingham, Washington, USA, chapter 2, p. 29 ff., and chapter 4, p. 85 ff.).

Для более наглядного подтверждения особенностей топографии поверхностей, определяемых в соответствии с изобретением, на основании спектральной плотности мощности PSD(f) рассчитывают зависящую от пространственных частот амплитуду a(f) синусоидальных Фурье-компонентов. С этой целью используют формулы (4.19) на стр.103, а также таблицу 2.1 на стр.34 и таблицу 2.2 на стр.37 из вышеуказанной публикации J.C. Stover, Optical Scattering, 2-е изд. (1995), изд-во SPIE Press, Bellingham, Washington, USA.To more clearly confirm the features of the topography of surfaces determined in accordance with the invention, based on the power spectral density PSD (f), the spatial frequency-dependent amplitude a (f) of the sinusoidal Fourier components is calculated. For this purpose, formulas (4.19) are used on p. 103, as well as table 2.1 on p. 34 and table 2.2 on p. 37 of the above publication by J.C. Stover, Optical Scattering, 2nd ed. (1995), SPIE Press, Bellingham, Washington, USA.

Нормированные на соответствующие длины структур λ=f-1 амплитуды a(f) синусоидальных Фурье-компонентов показаны на фиг.5-8 в виде функции SThe amplitudes a (f) of the sinusoidal Fourier components normalized to the corresponding lengths of the structures λ = f −1 are shown in FIGS. 5-8 as a function of S

Figure 00000011
Figure 00000011

логарифма пространственной частоты log(f/мкм-1).the logarithm of the spatial frequency log (f / μm -1 ).

При создании изобретения неожиданно было установлено, что поверхность, имеющая структуру, при которой интеграл функции S(logf)=a(f)·f, рассчитанный между нижним пределом интегрирования f1/мкм-1=-3 и верхним пределом интегрирования f2/мкм-1, превышает 0,5, и выполненная из гидрофобного материала либо покрытая гидрофобным материалом, обладает ультрафобными свойствами, благодаря чему краевой угол находящейся на такой поверхности капли воды превышает 150°.When creating the invention, it was unexpectedly found that a surface having a structure at which the integral of the function S (logf) = a (f) · f, calculated between the lower limit of integration f 1 / μm -1 = -3 and the upper limit of integration f 2 / μm -1 , exceeds 0.5, and made of a hydrophobic material or coated with a hydrophobic material, has ultra-phobic properties, so that the contact angle of a water drop on such a surface exceeds 150 °.

Этот новый, совершенно неожиданный эффект позволяет во многом точно определить заранее возможные последующие технологические операции при изготовлении ультрафобных поверхностей. Основная идея при этом заключается в следующем: на фиг.5-8 на логарифмической шкале частот log(f) показаны нормированные на соответствующие длины волн λ=f1 амплитуды структур a(f)·f для различных частот f. Значение a(f)·f=0,5 означает, например, что нормированная амплитуда, т.е. "шероховатость", определенная для этого Фурье-компонента, составляет половину длины ее волны λ=f1. Тем самым интеграл уравнения (1) отражает следующее:This new, completely unexpected effect allows you to largely accurately determine in advance the possible subsequent technological operations in the manufacture of ultra-phobic surfaces. The main idea in this case is as follows: in Figs. 5-8, the logarithmic frequency scale log (f) shows the structure amplitudes a (f) · f normalized to the corresponding wavelengths λ = f 1 for different frequencies f. The value a (f) · f = 0.5 means, for example, that the normalized amplitude, i.e. the “roughness” defined for this Fourier component is half its wavelength λ = f 1 . Thus, the integral of equation (1) reflects the following:

- среднее значение всех нормированных амплитуд a(f)·f при отдельных различных частотах должно превышать значение 0,5, иными словами, для получения ультрафобной поверхности усредненная по всем частотам шероховатость должна быть максимальной;- the average value of all normalized amplitudes a (f) · f at separate different frequencies must exceed a value of 0.5, in other words, to obtain an ultra-phobic surface, the roughness averaged over all frequencies must be maximum;

- различные пространственные частоты с равными весами входят в эту сумму (выраженную через log(f)).- various spatial frequencies with equal weights are included in this sum (expressed in terms of log (f)).

Таким образом, не имеет значения, в диапазоне каких частот расположены отдельные шероховатости.Thus, it does not matter in the frequency range of which individual roughnesses are located.

Исходя из этого, специалист сможет без труда установить, что придание поверхности шероховатости, например, за счет использования шаровидных (сферических) частиц одной крупности не даст требуемого эффекта. Добиться такого эффекта, однако, можно в том случае, если придать поверхности частиц дополнительную шероховатость за счет более мелких структур, используя в этих целях, например, мелкие частицы, которые нанесены на крупные частицы или сцеплены с ними, но в любом случае и те, и другие частицы не должны находиться раздельно друг от друга.Based on this, the specialist will be able to easily establish that roughening the surface, for example, through the use of spherical (spherical) particles of the same size will not give the desired effect. This effect, however, can be achieved if the surface of the particles is additionally roughened due to smaller structures using, for example, small particles that are deposited on large particles or adhered to them, but in any case and other particles should not be separated from each other.

Очевидно далее, что, например, при придании поверхности шероховатости нанесением на нее царапин (крацевание), (например, с помощью абразивных частиц), следует учитывать тот факт, что углубления (впадины), образованные таким путем, должны быть в свою очередь максимально шероховатыми в диапазоне, не выходящем за пределы следующего порядка величин. При несоблюдении этого условия для придания шероховатости указанным первичным углублениям потребуется дополнительная операция.Further, it is obvious that, for example, when roughening a surface by applying scratches to it (scratching), (for example, using abrasive particles), one should take into account the fact that the recesses (depressions) formed in this way should, in turn, be as rough as possible in a range that does not go beyond the next order of magnitude. If this condition is not observed, additional operation will be required to roughen these primary depressions.

Необходимо при этом отметить, что описанный выше новый подход не предполагает никаких ограничений касательно формы или профиля углублений, соответственно структур шероховатости. Так, в примере, где для придания шероховатости используют частицы, нанесенные на поверхность и образующие требуемую для получения ультрафобной поверхности структуру, микросубструктуры самих частиц могут иметь совершенно иную форму (т.е. иной спектр пространственных частот) по сравнению со структурой, которую сами эти частицы образуют на поверхности.It should be noted at the same time that the new approach described above does not imply any restrictions regarding the shape or profile of the recesses, respectively, of the roughness structures. So, in the example where particles are applied on the surface to roughen up and form the structure required to obtain an ultrafobic surface, the microsubstructures of the particles themselves can have a completely different shape (i.e., a different spectrum of spatial frequencies) compared to the structure that these particles themselves particles form on the surface.

Благодаря описанному выше подходу при определении зависящих от частот амплитуд Фурье-компонентов с помощью спектральной плотности мощности открывается помимо прочего новая, не известная до настоящего времени возможность испытывать различные материалы с самой разной структурой поверхности на их ультрафобные свойства и соответствующим образом охарактеризовывать их.Thanks to the approach described above, when determining the frequency-dependent amplitudes of the Fourier components using the power spectral density, it opens, among other things, a new, not yet known opportunity to test various materials with very different surface structures for their ultrafobic properties and to characterize them accordingly.

Объектом настоящего изобретения является далее способ испытания поверхностей на их ультрафобные свойства, который отличается тем, что на поверхность распылением наносят тонкий слой, прежде всего толщиной от 10 до 100 нм, из благородного металла, прежде всего золота, или GaAs в качестве промотора адгезии, затем покрывают слоем вспомогательного фобирующего вещества, предпочтительно декантиолом, после чего анализируют топографию поверхности, прежде всего с помощью сканирующей туннельной микроскопии, атомно-силовой микроскопии и интерферометрии по интерференции в белом свете в их сочетании, и на основании полученных данных определяют пространственные частоты f отдельных Фурье-компонентов и их амплитуды а (f), выраженные через интеграл функции SThe object of the present invention is further a method for testing surfaces for their ultrafobic properties, which is characterized in that a thin layer, primarily from 10 to 100 nm thick, of a noble metal, primarily gold, or GaAs as an adhesion promoter is applied by spraying, then cover with a layer of auxiliary phobic substance, preferably decantiol, and then analyze the surface topography, primarily using scanning tunneling microscopy, atomic force microscopy and interferometer of white light interference in their combination, and based on the data obtained, the spatial frequencies f of the individual Fourier components and their amplitudes a (f), expressed through the integral of the function S

Figure 00000012
Figure 00000012

рассчитанный между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log(f2/мкм-1)=3, и при необходимости дополнительно измеряют краевой угол, образуемый водой, находящейся на обработанной таким путем поверхности.calculated between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3, and if necessary, measure the contact angle formed by water located on the surface treated in this way .

Благодаря нанесенному слою промотора адгезии (обычно золота, толщиной от 10 до 100 нм) и выбору однородного фобирующего агента обеспечивается возможность независимо от применяемых материалов исследовать самые разные материалы, поверхность которых пригодна для придания ей ультрафобных свойств. Таким путем реализуется возможность сравнивать между собой различные структуры поверхности.Due to the applied adhesion promoter layer (usually gold, with a thickness of 10 to 100 nm) and the choice of a homogeneous phobic agent, it is possible to study a variety of materials, the surface of which is suitable for imparting ultrafobic properties, regardless of the materials used. In this way, it is possible to compare different surface structures with each other.

Предпочтительной является ультрафобная поверхность, отличающаяся тем, что на нее нанесен слой гидрофобного фобирующего вспомогательного агента, прежде всего анионного, катионного, амфотерного либо неионного поверхностно-активного соединения.An ultra-phobic surface is preferred, characterized in that a layer of a hydrophobic phobic auxiliary agent, especially an anionic, cationic, amphoteric or non-ionic surfactant, is deposited on it.

В качестве вспомогательного фобирующего агента приемлемы поверхностно-активные соединения с любой молярной массой. Эти соединения представляют собой предпочтительно катионные, анионные, амфотерные или неионные поверхностно-активные соединения, приведенные, например, в справочнике "Surfactants Europa, A Dictionary of Surface Active Agents available in Europe", под ред. Gordon L. Hollis, изд-во Royal Society of Chemistry, Cambridge (1995).Surfactants of any molar mass are acceptable as an auxiliary phobic agent. These compounds are preferably cationic, anionic, amphoteric, or nonionic surfactants, as described, for example, in the Surfactants Europa, A Dictionary of Surface Active Agents available in Europe, ed. Gordon L. Hollis, Royal Society of Chemistry, Cambridge (1995).

В качестве анионных вспомогательных фобирующих агентов можно назвать, например, алкилсульфаты, этерифицированные сульфаты, этерифицированные карбоксилаты, эфиры фосфорных кислот, сульфосукцинаты, сульфосукцинатамиды, парафинсульфонаты, олефинсульфонаты, саркозинаты, изотионаты, таураты и лигносоединения.Examples of anionic auxiliary phobic agents include alkyl sulfates, esterified sulfates, esterified carboxylates, phosphoric acid esters, sulfosuccinates, sulfosuccinamides, paraffinsulfonates, olefinsulfonates, sarcosinates, isothionates, taurates and ligno compounds.

В качестве катионных вспомогательных фобирующих агентов можно назвать, например, четвертичные алкиламмониевые соединения и имидазолы.As cationic auxiliary phobic agents, mention may be made, for example, of quaternary alkyl ammonium compounds and imidazoles.

В качестве амфотерных вспомогательных фобирующих агентов приемлемы среди прочих бетаины, глицинаты, пропионаты и имидазолы.As amphoteric auxiliary phobic agents, betaines, glycinates, propionates and imidazoles are acceptable, among others.

Среди неионных вспомогательных фобирующих агентов можно назвать, например, алкоксилаты, алкиламиды, сложные эфиры, аминоксиды, алкилполигликозиды, алкилсульфиды и алкилдисульфиды. Кроме названных, могут использоваться продукты взаимодействия алкиленоксидов с алкилируемыми соединениями, такими, например, как жирные спирты, жирные амины, жирные кислоты, фенолы, алкилфенолы, аралкилфенолы, такие как конденсаты стирола и фенола, амиды карбоновых кислот и смоляные кислоты.Among the nonionic auxiliary phobic agents, mention may be made, for example, of alkoxylates, alkylamides, esters, amine oxides, alkyl polyglycosides, alkyl sulfides and alkyl disulfides. In addition to the above, reaction products of alkylene oxides with alkylated compounds, such as, for example, fatty alcohols, fatty amines, fatty acids, phenols, alkyl phenols, aralkyl phenols, such as styrene and phenol condensates, carboxylic amides and resin acids, can be used.

Особенно предпочтительны вспомогательные фобирующие агенты, у которых от 1 до 100%, наиболее предпочтительно от 60 до 95% атомов водорода замещены атомами фтора. В качестве примеров можно назвать перфторированный алкилсульфат, перфторированные алкилсульфонаты, перфторированные алкилсульфиды, перфторированные алкилдисульфиды, перфторированные алкилфосфонаты, перфторированные алкилфосфинаты и перфторированные карбоновые кислоты.Particularly preferred auxiliary phobic agents in which from 1 to 100%, most preferably from 60 to 95% of the hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms. Examples include perfluorinated alkyl sulfate, perfluorinated alkyl sulfonates, perfluorinated alkyl sulfides, perfluorinated alkyl disulfides, perfluorinated alkyl phosphonates, perfluorinated alkyl phosphinates and perfluorinated carboxylic acids.

В качестве полимерных вспомогательных фобирующих агентов для нанесения гидрофобного покрытия или в качестве полимерного гидрофобного материала для поверхности предпочтительно применять соединения с молярной массой МW в пределах от более 500 до 1000000, предпочтительно от 1000 до 500000 и особенно предпочтительно от 1500 до 20000. Такими полимерными вспомогательными фобирующими агентами могут быть неионные, анионные, катионные или амфотерные соединения. Помимо названных в качестве полимерных вспомогательных фобирующих агентов могут использоваться гомо- и сополимеры, привитые полимеры и привитые сополимеры, а также статистические блоксополимеры. К наиболее предпочтительным полимерным вспомогательным фобирующим агентам относятся блоксополимеры типа АВ, ВАВ и АВС. В блоксополимерах типа АВ или ВАВ А-звено представляет собой гидрофильный гомополимер либо сополимер, а В-блок представляет собой гидрофобный гомополимер либо сополимер или их соль.It is preferable to use compounds with a molar mass of M W in the range of from more than 500 to 1,000,000, preferably from 1,000 to 500,000, and particularly preferably from 1,500 to 20,000 as polymeric auxiliary phobic agents for applying a hydrophobic coating to the surface, and particularly preferably from 1,500 to 20,000. Such polymer auxiliary phobic agents may be nonionic, anionic, cationic or amphoteric compounds. In addition to the homo- and copolymers, grafted polymers and grafted copolymers, as well as random block copolymers, mentioned as polymeric auxiliary phobic agents. The most preferred polymeric auxiliary fobbing agents include block copolymers of types AB, BAB and ABC. In block copolymers of type AB or BAB, the A unit is a hydrophilic homopolymer or copolymer, and the B block is a hydrophobic homopolymer or copolymer or a salt thereof.

Особенно предпочтительными являются также анионные полимерные вспомогательные фобирующие агенты, прежде всего продукты конденсации ароматических сульфокислот с формальдегидом и алкилнафталинсульфокислот или получаемые из формальдегида, нафталинсульфокислот и/или бензолсульфокислот, продукты конденсации из необязательно замещенного фенола с формальдегидом и бисульфитом натрия.Particularly preferred are also anionic polymeric auxiliary phobic agents, especially condensation products of aromatic sulfonic acids with formaldehyde and alkylnaphthalene sulfonic acids or obtained from formaldehyde, naphthalene sulfonic acids and / or benzenesulfonic acids, condensation products from optionally substituted phenol with formaldehyde and sodium bisulfite.

Предпочтительны далее продукты конденсации, получаемые взаимодействием нафтолов с алканолами, продуктами присоединения алкиленоксида и по меньшей мере при частичном переводе концевых гидроксигрупп в сульфогруппы или полуэфиры малеиновой кислоты и фталевой кислоты либо янтарной кислоты.Further preferred are condensation products obtained by reacting naphthols with alkanols, alkylene oxide addition products, and at least partially converting the terminal hydroxy groups to sulfo groups or half esters of maleic acid and phthalic acid or succinic acid.

Согласно другому предпочтительному варианту в качестве вспомогательного фобирующего агента используют таковой, выбранный из группы, включающей эфиры сульфоянтарной кислоты, а также алкилбензолсульфонаты. К предпочтительным относятся и сульфатированные, алкоксилированные жирные кислоты или их соли. Под алкоксилированными спиртами из жирных кислот имеются в виду прежде всего насыщенные или ненасыщенные спирты из С622 жирных кислот, содержащие 5-120, предпочтительно 6-60 и наиболее предпочтительно 7-30 этиленоксидных звеньев, в частности стеариловый спирт. Сульфатированные алкоксилированные спирты из жирных кислот представлены предпочтительно в виде солей, прежде всего солей щелочных металлов или солей амина, предпочтительно в виде соли диэтиламина.According to another preferred embodiment, as an auxiliary phobic agent, one is selected from the group consisting of sulfonic succinic acid esters and also alkylbenzenesulfonates. Sulfated, alkoxylated fatty acids or their salts are also preferred. Under alkoxylated alcohols from fatty acids are meant primarily saturated or unsaturated alcohols from C 6 -C 22 fatty acids containing 5-120, preferably 6-60 and most preferably 7-30 ethylene oxide units, in particular stearyl alcohol. Sulfated alkoxylated alcohols from fatty acids are preferably in the form of salts, especially alkali metal salts or amine salts, preferably in the form of a diethylamine salt.

Еще одним объектом изобретения является способ получения ультрафобной поверхности, который отличается тем, что изготавливают форму в виде негатива, т.е. форму с обратным отпечатком с соответствующей, требуемой ультрафобной поверхности топографией, выполненную из смеси пластмассы и гидрофобной или прежде всего олеофобной добавки, которая при отверждении осаждается в виде тонкой пленки между поверхностью формы и формованным изделием из пластмассы.Another object of the invention is a method for producing an ultrafobic surface, which is characterized in that the mold is made in the form of a negative, i.e. a form with a reverse imprint from the corresponding topographic surface required by the ultraphobic surface, made of a mixture of plastic and a hydrophobic or especially oleophobic additive, which during curing is deposited in the form of a thin film between the surface of the mold and the molded plastic product.

Согласно другому предпочтительному варианту указанную форму отливают из полимерного материала и затем на это формованное изделие из полимерного материала наносят гидрофобное или прежде всего олеофобное покрытие.According to another preferred embodiment, said mold is molded from a polymeric material, and then a hydrophobic or especially oleophobic coating is applied to this molded article from the polymeric material.

Под используемым в контексте настоящего описания понятием "форма" подразумевается любая форма, которая может быть изготовлена методом заливки из полимерных материалов или из смесей таких материалов. При этом поверхность формы выполнена таким образом, что ее топография представляет собой обратный отпечаток, или, иными словами, негатив любой требуемой ультрафобной поверхности.As used in the context of the present description, the term "form" means any form that can be made by pouring from polymeric materials or from mixtures of such materials. Moreover, the surface of the form is made in such a way that its topography is a reverse imprint, or, in other words, the negative of any desired ultrafobic surface.

Предпочтительно, однако, чтобы топография ультрафобной поверхности соответствовала обработанной травлением, анодированной и обработанной горячей водой и водяным паром алюминиевой поверхности, которую получают по способам, описанным в заявке Германии 19860138.7, причем предусматривается, что эти поверхности не должны иметь никакого гидрофобного покрытия. При этом поверхность основы из алюминия подвергают обработке электрохимическим травлением в кислой среде, анодным окислением и горячей водой либо водяным паром при температуре в интервале от 50 до 100°С и при необходимости покрывают слоем промотора адгезии.It is preferable, however, that the topography of the ultrafobic surface corresponds to an etched, anodized and hot water and steam treated aluminum surface, which is obtained by the methods described in German application 1986 198638.7, and it is envisaged that these surfaces should not have any hydrophobic coating. The surface of the aluminum base is subjected to electrochemical etching in an acidic environment, anodic oxidation and hot water or steam at a temperature in the range from 50 to 100 ° C and, if necessary, coated with a layer of adhesion promoter.

В зависимости от применяемого материала поверхность можно формировать путем заливки или напыления расплавленного либо растворенного термопласта, соответственно еще не отвержденного термопласта. Соответствующая технология хорошо известна специалисту в данной области техники.Depending on the material used, the surface can be formed by pouring or spraying a molten or dissolved thermoplastic, respectively, not yet cured thermoplastic. Appropriate technology is well known to a person skilled in the art.

Еще одним объектом настоящего изобретения является способ получения поверхности с ультрафобными свойствами, который отличается тем, что полученную с обратного отпечатка (с негатива) поверхность, профиль которой соответствует требуемой ультрафобной поверхности, формируют с использованием смеси из пластмассы и гидрофобной или прежде всего олеофобной добавки, которая при отверждении осаждается в виде тонкой пленки между поверхностью формы и формованного изделия из пластмассы.Another object of the present invention is a method for producing a surface with ultrafobic properties, which is characterized in that the surface obtained from the inverse (negative), the profile of which corresponds to the desired ultrafobic surface, is formed using a mixture of plastic and a hydrophobic, or especially oleophobic additive, which during curing, it is deposited in the form of a thin film between the surface of the mold and the molded plastic product.

Согласно другому предпочтительному варианту указанную форму отливают из полимерного материала и затем на это формованное изделие из полимерного материала наносят гидрофобное или прежде всего олеофобное покрытие.According to another preferred embodiment, said mold is molded from a polymeric material, and then a hydrophobic or especially oleophobic coating is applied to this molded article from the polymeric material.

Под используемой в контексте настоящего описания формой подразумевается любая форма, которая может быть изготовлена методом заливки из полимерных материалов либо из смесей таких материалов. При этом поверхность формы выполнена таким образом, что ее топография представляет собой обратный отпечаток любой поверхности, который может использоваться в последующем для структурирования (профилирования) требуемой ультрафобной поверхности.Under used in the context of the present description of the form refers to any form that can be made by pouring from polymeric materials or from mixtures of such materials. Moreover, the surface of the mold is made in such a way that its topography is the inverse of any surface that can be used subsequently for structuring (profiling) of the desired ultra-phobic surface.

Предпочтительно, однако, чтобы топография ультрафобной поверхности соответствовала обработанной травлением, анодированной и обработанной горячей водой и водяным паром алюминиевой поверхности, которую получают по способам, описанным в заявке Германии 19860138.7, причем предусматривается, что эти поверхности не должны иметь никакого гидрофобного покрытия. При этом поверхность основы из алюминия подвергают обработке электрохимическим травлением в кислой среде, анодным окислением и горячей водой либо водяным паром при температуре в интервале от 50 до 100°С и при необходимости покрывают слоем промотора адгезии.It is preferable, however, that the topography of the ultraphobic surface corresponds to an etched, anodized and hot water and steam treated aluminum surface, which is obtained by the methods described in German application 1986 198638.7, and it is envisaged that these surfaces should not have any hydrophobic coating. The surface of the aluminum base is subjected to electrochemical etching in an acidic environment, anodic oxidation and hot water or water vapor at a temperature in the range from 50 to 100 ° C and, if necessary, coated with a layer of adhesion promoter.

В зависимости от применяемого материала поверхность можно формировать путем заливки или напыления расплавленного либо растворенного термопласта, соответственно еще не отвержденного термопласта. Соответствующая технология хорошо известна специалисту в данной области техники.Depending on the material used, the surface can be formed by pouring or spraying a molten or dissolved thermoplastic, respectively, not yet cured thermoplastic. Appropriate technology is well known to a person skilled in the art.

Предлагаемый в изобретении способ основан, как неожиданно было установлено, на том, что поверхность, топография которой служит "прообразом" требуемой ультрафобной поверхности, может быть сформирована непосредственным путем, а полученный негатив можно повторно использовать для образования последующих ультрафобных поверхностей. Благодаря такому подходу отпадает необходимость в дорогостоящем изготовлении каждый раз нового негатива с топографией требуемой ультрафобной поверхности, как это предусматривается в уровне техники.The method of the invention is based, as it was unexpectedly found, on the fact that a surface whose topography serves as a “prototype” of the desired ultrafobic surface can be formed directly, and the resulting negative can be reused to form subsequent ultrafobic surfaces. Thanks to this approach, there is no need for expensive production each time a new negative with the topography of the required ultrafobic surface, as provided in the prior art.

С помощью способа по изобретению можно получать ультрафобные поверхности, характеризующиеся тем, что краевой угол смачивания находящейся на поверхности капли жидкости ≥155°. Объектом изобретения в соответствии с этим являются также ультрафобные поверхности, получаемые по предлагаемому способу.Using the method according to the invention, it is possible to obtain ultrafobic surfaces, characterized in that the contact angle of the liquid droplet located on the surface is ≥155 °. The object of the invention in accordance with this are also ultra-phobic surfaces obtained by the proposed method.

При осуществлении обоих вариантов предлагаемого способа формования могут применяться пластмассы из группы дуропластов или термопластов. Дуропласт целесообразно выбирать прежде всего из группы, включающей диаллилфталатную смолу, эпоксидную смолу, мочевиноформальдегидную смолу, меламиноформальдегидную смолу, меламинофенолоформальдегидную смолу, фенолоформальдегидную смолу, полиимид, силиконовый каучук и ненасыщенную полиэфирную смолу. Термопласт целесообразно выбирать прежде всего из группы, включающей термопластичный полиолефин, например полипропилен или полиэтилен, поликарбонат, полиэфиркарбонат, сложные полиэфиры, например ПБТ или ПЭТФ, полистирол, сополимер стирола, сополимер стирола и акрилонитрила, каучуксодержащий привитой сополимер стирола, например сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС-пластик), полиамид, полиуретан, полифениленсульфид, поливинилхлорид или любые возможные смеси названных полимеров.When carrying out both variants of the proposed molding method, plastics from the group of duroplastics or thermoplastics can be used. It is advisable to choose Duroplast primarily from the group including diallyl phthalate resin, epoxy resin, urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, melamine-phenol-formaldehyde resin, phenol-formaldehyde resin, polyimide, silicone rubber and unsaturated resin. It is advisable to choose a thermoplastic primarily from the group comprising a thermoplastic polyolefin, for example polypropylene or polyethylene, polycarbonate, polyester carbonate, polyesters, for example PBT or PET, polystyrene, styrene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, rubber grafted acrylic copolymer, styrene copolymer copolymer, styrene (ABS plastic), polyamide, polyurethane, polyphenylene sulfide, polyvinyl chloride or any possible mixture of these polymers.

Согласно изобретению указанную выше форму изготавливают путем заливки смеси, состоящей из полимера, такого как ПК (поликарбонат) или ПММА (полиметилметакрилат), и гидрофобной и/или олеофобной добавки, которая при отверждении осаждается в виде тонкой пленки между поверхностью негатива и изготовленным формованным изделием.According to the invention, the above form is made by pouring a mixture consisting of a polymer, such as PC (polycarbonate) or PMMA (polymethylmethacrylate), and a hydrophobic and / or oleophobic additive, which during curing is deposited in the form of a thin film between the negative surface and the manufactured molded product.

В качестве добавки приемлемы поверхностно-активные соединения с любой молярной массой. Эти соединения представляют собой предпочтительно катионные, анионные, амфотерные или неионные поверхностно-активные соединения, приведенные, например, в справочнике "Surfactants Europa, A Dictionary of Surface Active Agents available in Europe", под ред. Gordon L. Hollis, изд-во Royal Society of Chemistry, Cambridge (1995).Surfactants with any molar mass are acceptable as an additive. These compounds are preferably cationic, anionic, amphoteric, or nonionic surfactants, as described, for example, in the Surfactants Europa, A Dictionary of Surface Active Agents available in Europe, ed. Gordon L. Hollis, Royal Society of Chemistry, Cambridge (1995).

В качестве анионных добавок можно назвать, например, алкилсульфаты, этерифицированные сульфаты, этерифицированные карбоксилаты, эфиры фосфорных кислот, сульфосукцинаты, сульфосукцинатамиды, парафинсульфонаты, олефинсульфонаты, саркозинаты, изотионаты, таураты и лигносоединения.As anionic additives, for example, alkyl sulfates, esterified sulfates, esterified carboxylates, phosphoric esters, sulfosuccinates, sulfosuccinamides, paraffinsulfonates, olefinsulfonates, sarcosinates, isothionates, taurates and ligno compounds can be mentioned.

В качестве катионных добавок можно назвать, например, четвертичные алкиламмониевые соединения и имидазолы.As cationic additives, for example, quaternary alkyl ammonium compounds and imidazoles can be mentioned.

В качестве амфотерных добавок приемлемы среди прочих бетаины, глицинаты, пропионаты и имидазолы.As amphoteric additives, betaines, glycinates, propionates and imidazoles are acceptable, among others.

Среди неионных добавок можно назвать, например, алкоксилаты, алкиламиды, сложные эфиры, аминоксиды, алкилполигликозиды, алкилсульфиды и алкилдисульфиды. Кроме названных, могут использоваться продукты взаимодействия алкиленоксидов с алкилируемыми соединениями, такими, например, как жирные спирты, жирные амины, жирные кислоты, фенолы, алкилфенолы, аралкилфенолы, такие как конденсаты стирола и фенола, амиды карбоновых кислот и смоляные кислоты.Among nonionic additives, for example, alkoxylates, alkylamides, esters, amine oxides, alkyl polyglycosides, alkyl sulfides and alkyl disulfides can be mentioned. In addition to the above, reaction products of alkylene oxides with alkylated compounds, such as, for example, fatty alcohols, fatty amines, fatty acids, phenols, alkyl phenols, aralkyl phenols, such as styrene and phenol condensates, carboxylic amides and resin acids, can be used.

Особенно предпочтительны добавки, у которых от 1 до 100%, наиболее предпочтительно от 60 до 95% атомов водорода замещены атомами фтора. В качестве примеров можно назвать перфторированный алкилсульфат, перфторированные алкилсульфонаты, перфторированные алкилсульфиды, перфорированные алкилдисульфиды, перфторированные алкилфосфонаты, перфторированные алкилфосфинаты и перфторированные карбоновые кислоты.Particularly preferred additives in which from 1 to 100%, most preferably from 60 to 95% of the hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms. Examples include perfluorinated alkyl sulfate, perfluorinated alkyl sulfonates, perfluorinated alkyl sulfides, perfluorinated alkyl disulfides, perfluorinated alkyl phosphonates, perfluorinated alkyl phosphinates and perfluorinated carboxylic acids.

В качестве полимерных добавок для нанесения гидрофобного покрытия или в качестве полимерного гидрофобного материала для поверхности предпочтительно применять соединения с молярной массой МW в пределах от более 500 до 1000000, предпочтительно от 1000 до 500000 и особенно предпочтительно от 1500 до 20000. Такими полимерными добавками могут быть неионные, анионные, катионные или амфотерные соединения. Помимо названных в качестве полимерных добавок могут использоваться гомо- и сополимеры, привитые полимеры и привитые сополимеры, а также статистические блоксополимеры. К наиболее предпочтительным полимерным добавкам относятся блоксополимеры типа АВ, ВАВ и АВС. В блоксополимерах типа АВ или ВАВ А-звено представляет собой гидрофильный гомополимер либо сополимер, а В-блок представляет собой гидрофобный гомополимер либо сополимер или их соль.As polymeric additives for applying a hydrophobic coating or as a polymeric hydrophobic material for a surface, it is preferable to use compounds with a molar mass M W in the range of from more than 500 to 1,000,000, preferably from 1,000 to 500,000, and particularly preferably from 1,500 to 20,000. Such polymer additives can be nonionic, anionic, cationic or amphoteric compounds. In addition to those named as polymer additives, homo- and copolymers, grafted polymers and grafted copolymers, as well as random block copolymers, can be used. The most preferred polymer additives include block copolymers of type AB, BAB and ABC. In block copolymers of type AB or BAB, the A unit is a hydrophilic homopolymer or copolymer, and the B block is a hydrophobic homopolymer or copolymer or a salt thereof.

Особенно предпочтительными являются также анионные полимерные добавки, прежде всего продукты конденсации ароматических сульфокислот с формальдегидом и алкилнафталинсульфокислот или получаемые из формальдегида, нафталинсульфокислот и/или бензолсульфокислот, продукты конденсации из необязательно замещенного фенола с формальдегидом и бисульфитом натрия.Particularly preferred are also anionic polymer additives, especially condensation products of aromatic sulfonic acids with formaldehyde and alkylnaphthalene sulfonic acids or obtained from formaldehyde, naphthalene sulfonic acids and / or benzenesulfonic acids, condensation products from optionally substituted phenol with formaldehyde and sodium bisulfite.

Предпочтительны далее продукты конденсации, получаемые взаимодействием нафтолов с алканолами, продуктами присоединения алкиленоксида и по меньшей мере при частичном переводе концевых гидроксигрупп в сульфогруппы или полуэфиры малеиновой кислоты и фталевой кислоты либо янтарной кислоты.Further preferred are condensation products obtained by reacting naphthols with alkanols, alkylene oxide addition products, and at least partially converting the terminal hydroxy groups to sulfo groups or half esters of maleic acid and phthalic acid or succinic acid.

Согласно другому предпочтительному варианту в качестве добавки используют таковую, выбранную из группы, включающей эфиры сульфоянтарной кислоты, а также алкилбензолсульфонаты. К предпочтительным относятся и сульфатированные, алкоксилированные жирные кислоты или их соли. Под алкоксилированными спиртами из жирных кислот имеются в виду прежде всего насыщенные или ненасыщенные спирты из С622 жирных кислот, содержащие 5-120, предпочтительно 6-60 и наиболее предпочтительно 7-30 этиленоксидных звеньев, в частности стеариловый спирт. Сульфатированные алкоксилированные спирты из жирных кислот представлены предпочтительно в виде солей, прежде всего солей щелочных металлов или солей амина, предпочтительно в виде соли диэтиламина.According to another preferred embodiment, as an additive, one is selected from the group consisting of sulfonic succinic acid esters and also alkylbenzenesulfonates. Sulfated, alkoxylated fatty acids or their salts are also preferred. Under alkoxylated alcohols from fatty acids are meant primarily saturated or unsaturated alcohols from C 6 -C 22 fatty acids containing 5-120, preferably 6-60 and most preferably 7-30 ethylene oxide units, in particular stearyl alcohol. Sulfated alkoxylated alcohols from fatty acids are preferably in the form of salts, especially alkali metal salts or amine salts, preferably in the form of a diethylamine salt.

Благодаря такой технологии на формованное изделие не требуется более наносить гидрофобное или олеофобное покрытие, в результате чего отпадает необходимость в проведении предусматриваемой в других случаях соответствующей технологической операции.Thanks to this technology, the hydrophobic or oleophobic coating is no longer required to be applied to the molded product, as a result of which there is no need to carry out the corresponding technological operation envisaged in other cases.

Одно из преимуществ ультрафобных поверхностей по изобретению заключается в их способности к самоочищению, такое самоочищение может происходить при этом во время дождя или при омывании каким-либо потоком воды. Поскольку поверхность обладает ультрафобными свойствами, находящиеся на поверхности капли воды скатываются с нее, увлекая вместе с собой частицы грязи, обладающие лишь крайне слабой адгезией к поверхности и таким образом удаляемые с поверхности. Такое самоочищение имеет место не только под действием воды, но и масла.One of the advantages of the ultra-phobic surfaces according to the invention is their ability to self-clean, such self-cleaning can occur during rain or when washing with any stream of water. Since the surface has ultra-phobic properties, water droplets located on the surface slide off it, entraining dirt particles along with it, which have only extremely weak adhesion to the surface and are thus removed from the surface. Such self-cleaning takes place not only under the influence of water, but also oil.

Объектом изобретения является также конструкционный материал или строительный материал, имеющий ультрафобную поверхность согласно изобретению.The object of the invention is also a structural material or building material having an ultra-phobic surface according to the invention.

Предлагаемая в изобретении ультрафобная поверхность может найти применение в самых разных областях техники. Объектом изобретения в соответствии с этим является применение предлагаемых ультрафобных поверхностей в следующих целях:The ultra-phobic surface of the invention can find application in a wide variety of technical fields. The object of the invention in accordance with this is the use of the proposed ultra-phobic surfaces for the following purposes:

Ультрафобную поверхность можно предусмотреть для корпусов судов с целью снизить сопротивление трения.An ultra-phobic surface can be provided for ship hulls in order to reduce friction resistance.

Другая возможность применения ультрафобных поверхностей обусловлена необходимостью обработки соответствующей рабочей поверхности для предотвращения адгезии к ней воды во избежание обледенения. В качестве примера можно назвать поверхности теплообменников, используемых в холодильных установках, или фюзеляжи самолетов.Another possibility of using ultra-phobic surfaces is due to the need to treat the corresponding working surface to prevent adhesion of water to it in order to avoid icing. An example is the surface of heat exchangers used in refrigeration units, or the fuselages of aircraft.

Кроме того, поверхности по изобретению пригодны для нанесения на фасады зданий, крыши, памятники и т.п. с целью придания им способности к самоочищению.In addition, the surfaces of the invention are suitable for application to building facades, roofs, monuments, and the like. in order to give them the ability to cleanse themselves.

Еще одним объектом изобретения является применение предлагаемых ультрафобных поверхностей для снижающей силу трения облицовки кузовов транспортных средств, фюзеляжей самолетов или корпусов судов.Another object of the invention is the use of the proposed ultra-phobic surfaces to reduce the frictional force of the lining of vehicle bodies, aircraft fuselages or ship hulls.

Еще одним объектом изобретения является применение ультрафобных поверхностей в качестве способных к самоочищению покрытия или облицовки зданий, крыш, окон, строительных материалов из керамики, применяемых, например, для сантехнического оборудования, бытовых приборов и т.п.Another object of the invention is the use of ultra-phobic surfaces as self-cleaning coatings or cladding of buildings, roofs, windows, ceramic building materials, used, for example, for plumbing equipment, household appliances, etc.

Объектом изобретения является далее применение ультрафобных поверхностей в качестве антикоррозионного покрытия изделий из металла. Объектом изобретения является также применение предлагаемых ультрафобных поверхностей в качестве прозрачных панелей в случае нанесения их на прозрачную подложку или в качестве покрывного слоя, наносимого на прозрачные стекла, прежде всего кварцевые или полимерные стекла, предназначенные, в частности, для солнечных батарей, автотранспортных средств или теплиц.The object of the invention is further the use of ultra-phobic surfaces as an anti-corrosion coating of metal products. The object of the invention is the use of the proposed ultra-phobic surfaces as transparent panels in the case of applying them to a transparent substrate or as a coating layer applied to transparent glasses, especially quartz or polymer glasses, intended, in particular, for solar panels, motor vehicles or greenhouses .

Еще одним объектом изобретения является применение ультрафобных поверхностей в качестве покрытия емкостей, предназначенных для соответствующих жидкостей, которые, например, требуется определенным образом дозировать или подавать в эти емкости. Имеются в виду, в частности, канюли, рукава (шланги) или емкости для хранения.Another object of the invention is the use of ultra-phobic surfaces as a coating for containers intended for the respective liquids, which, for example, need to be dosed or fed into these containers in a certain way. This includes, in particular, cannulas, sleeves (hoses) or storage containers.

Другим объектом изобретения является способ получения поверхности с ультрафобными свойствами на основе сплава A1Mg3, который отличается тем, что эту поверхность очищают, обрабатывают травлением, подвергают анодному окислению, пассивируют в кипящей воде, при необходимости наносят на нее, прежде всего напылением, слой из благородного металла в качестве промотора адгезии, прежде всего из золота, толщиной от 10 до 100 нм и в завершение покрывают гидрофобным материалом, прежде всего анионным, катионным, амфотерным или неионным поверхностно-активным соединением в качестве вспомогательного фобирующего агента.Another object of the invention is a method for producing a surface with ultrafobic properties based on the A1Mg 3 alloy, which is characterized in that this surface is cleaned, etched, subjected to anodic oxidation, passivated in boiling water, and if necessary, a layer of noble is applied onto it, primarily by spraying. metal as an adhesion promoter, primarily from gold, with a thickness of 10 to 100 nm and finally coated with a hydrophobic material, primarily anionic, cationic, amphoteric or nonionic surface-active nym compound fobiruyuschego as an auxiliary agent.

Вместо интеграла функции SInstead of the integral of the function S

Figure 00000013
Figure 00000013

рассчитанного между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log(f2/мкм-1)=3 и превышающего 0,5, для определения ультрафобной поверхности равным образом можно использовать интеграл функции Fcalculated between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3 and exceeding 0.5, the integral of function F can also be used to determine the ultra-phobic surface

Figure 00000014
Figure 00000014

рассчитанный между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log(f2/мкм-1)=3. Для отнесения поверхности к разряду поверхностей, обладающих ультрафобными свойствами, интеграл указанной функции F в интервале ее положительных значений должен превышать 5. Использовать подобную функцию F для описания топографии поверхности уже предлагалось в заявке DE 19860136.0. Однако преимущество, связанное с описанием топографии поверхности с помощью уравнения (1), т.е. с помощью функции S, состоит в том, что значение интеграла этой функции S(logf) является более показательным. Обусловлено это тем, что указанное значение пропорционально нормированной амплитуде всех Фурье-компонентов <a(f)·f>, усредненной на логарифмической шкале частот в интервале -3≤log(f/мкм-1)≤3. Тем самым найденный критерий, которому должны удовлетворять полученные ультрафобные поверхности, можно кратко сформулировать следующим образом: определенное на логарифмической шкале частот нормированное среднее всех Фурье-амплитуд <a(f)·f> должно быть больше 0,5/6=0,08. Таким образом, Фурье-амплитуда для "усредненной" частоты должна составлять по меньшей мере примерно 8% от длины структуры.calculated between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3. In order to classify a surface as a category of surfaces with ultrafobic properties, the integral of the indicated function F in the range of its positive values must exceed 5. It was already proposed to use a similar function F to describe the surface topography in DE 19860136.0. However, the advantage associated with the description of surface topography using equation (1), i.e. using the function S, is that the value of the integral of this function S (logf) is more indicative. This is due to the fact that the indicated value is proportional to the normalized amplitude of all Fourier components <a (f) · f>, averaged on a logarithmic frequency scale in the interval -3≤log (f / μm -1 ) ≤3. Thus, the criterion found, which the obtained ultraphobic surfaces must satisfy, can be summarized as follows: the normalized average of all Fourier amplitudes <a (f) · f> defined on the logarithmic frequency scale should be greater than 0.5 / 6 = 0.08. Thus, the Fourier amplitude for the “average” frequency should be at least about 8% of the length of the structure.

Для сопоставления результатов, получаемых с использованием обоих уравнений (1) и (2), можно сослаться на приведенные ниже примеры 1-6 и прилагаемые фиг.10 и 11, где дополнительно использовалась функция F, рассмотренная в заявке DE 19860136.0.To compare the results obtained using both equations (1) and (2), you can refer to the following examples 1-6 and the attached figures 10 and 11, which additionally used the function F, discussed in the application DE 19860136.0.

Ниже изобретение более подробно поясняется на примерах со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:Below the invention is explained in more detail by examples with reference to the accompanying drawings, which show:

на фиг.1 - кривые PSD(f), полученные для предлагаемых в изобретении ультрафобных поверхностей из примеров 1-6,figure 1 - curves PSD (f) obtained for proposed in the invention ultrafobic surfaces from examples 1-6,

на фиг.2 - кривые PSD(f), полученные для предлагаемых в изобретении ультрафобных поверхностей из примеров 7-9,figure 2 - curves PSD (f) obtained for proposed in the invention ultra-phobic surfaces of examples 7-9,

на фиг.3 - кривые PSD(f), полученные для предлагаемых в изобретении ультрафобных поверхностей из примеров 10-11,figure 3 - curves PSD (f) obtained for proposed in the invention ultra-phobic surfaces from examples 10-11,

на фиг.4 - кривые PSD(f), полученные для предлагаемых в изобретении ультрафобных поверхностей из примеров 12-13,figure 4 - curves PSD (f) obtained for proposed in the invention ultrafobic surfaces from examples 12-13,

на фиг.5 - графики зависящих от частоты амплитуд a(f) Фурье-компонентов для предлагаемых в изобретении поверхностей из примеров 1-6,figure 5 - graphs of frequency-dependent amplitudes a (f) of the Fourier components for proposed in the invention surfaces from examples 1-6,

на фиг.6 - графики зависящих от частоты амплитуд a(f) Фурье-компонентов для предлагаемых в изобретении поверхностей из примеров 7-9,figure 6 - graphs of frequency-dependent amplitudes a (f) of the Fourier components for the proposed in the invention surfaces from examples 7-9,

на фиг.7 - графики зависящих от частоты амплитуд a(f) Фурье-компонентов для предлагаемых в изобретении поверхностей из примеров 10-11,figure 7 - graphs of frequency-dependent amplitudes a (f) of the Fourier components for the proposed in the invention surfaces from examples 10-11,

на фиг.8 - графики зависящих от частоты амплитуд a(f) Фурье-компонентов для предлагаемых в изобретении поверхностей из примеров 12-13,on Fig - graphs of frequency-dependent amplitudes a (f) of the Fourier components for proposed in the invention surfaces from examples 12-13,

на фиг.9 - зависимость краевого угла капли воды от интеграла функции S(logf)=a(f)·f, рассчитанного между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log(f2/мкм-1)=3, для различных поверхностей из примеров 1-13,figure 9 - dependence of the contact angle of the water drop on the integral of the function S (logf) = a (f) · f calculated between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3, for various surfaces from examples 1-13,

на фиг.10 - график зависящих от частоты амплитуд a(f) Фурье-компонентов у предлагаемых в изобретении поверхностей из примеров 1-6 в виде функции F(logf), представленной в виде двойной логарифмической зависимости (в соответствии с заявкой DE 19860136.0),figure 10 is a graph of frequency-dependent amplitudes a (f) of the Fourier components of the surfaces of the invention of examples 1-6 in the form of a function F (logf), presented in the form of a double logarithmic dependence (in accordance with application DE 19860136.0),

на фиг.11 - зависимость краевого угла капли воды от интеграла функции F(logf), рассчитанного в интервале положительных значений функции F между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log(f2/мкм-1)=3, для различных поверхностей из примеров 1-6 (в соответствии с заявкой DE 19860136.0).figure 11 - dependence of the contact angle of the water drop on the integral of the function F (logf), calculated in the range of positive values of the function F between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3, for various surfaces from examples 1-6 (in accordance with the application DE 19860136.0).

ПримерыExamples

Общие пояснения к примерамGeneral explanation of examples

1. Определение топографии поверхности1. Determination of surface topography

Для определения топографии поверхности последнюю исследовали с помощью растрового туннельного микроскопа, сканирующего атомно-силового микроскопа, интерферометрии по интерференции в белом свете и светорассеяния с угловым разрешением.To determine the surface topography, the latter was examined using a scanning tunneling microscope, a scanning atomic force microscope, white light interference interferometry, and angular resolution light scattering.

При сканирующей туннельной микроскопии использовали микроскоп типа Nanoscope III фирмы Digital Instruments, Санта Барбара, шт. Калифорния, который работал в режиме постоянного тока. Измерения проводили на воздухе при комнатной температуре с механически втягиваемым платино-иридиевым наконечником. При этом последовательно сканировали участки площадью L2 500×500 нм2, 200×200 нм2 и 50×50 нм2 с количеством точек на каждом участке N2=512×512 при шаге между этими точками ΔL=N/L.For scanning tunneling microscopy, a Nanoscope III microscope from Digital Instruments, Santa Barbara, pc. California, which worked in direct current mode. The measurements were carried out in air at room temperature with a mechanically retractable platinum-iridium tip. In this case, sections of areas L 2 500 × 500 nm 2 , 200 × 200 nm 2 and 50 × 50 nm 2 were sequentially scanned with the number of points in each section N 2 = 512 × 512 with a step between these points ΔL = N / L.

Данные о высоте неровностей профиля пересчитывали в усредненную спектральную плотность мощности PSD согласно уравнениям (1) и (2) из публикации С. Ruppe и A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), стр.9.The data on the height of the profile irregularities were converted into the average power spectral density of the PSD according to equations (1) and (2) from the publication of C. Ruppe and A. Duparre, Thin Solid Films, 288 (1996), p. 9.

Измерения методом сканирующей атомно-силовой микроскопии проводили с помощью сканирующего атомно-силового микроскопа типа DIMENSION 3000 фирмы Digital Instruments, Санта Барбара, США в непрерывном режиме. Измерения проводили на воздухе при комнатной температуре. При этом использовали кремниевый наконечник с радиусом примерно 10 нм и последовательно сканировали участки площадью L2 1×1 мкм2, 10×10 мкм2 и 50×50 мкм2 с количеством точек на каждом участке N2=512×512 при шаге между этими точками ΔL=N/L.Scanning atomic force microscopy measurements were performed using a DIMENSION 3000 type atomic force microscope (Digital Instruments, Santa Barbara, USA) in a continuous mode. The measurements were carried out in air at room temperature. In this case, a silicon tip with a radius of about 10 nm was used and sections of areas L 2 1 × 1 μm 2 , 10 × 10 μm 2 and 50 × 50 μm 2 were sequentially scanned with the number of points in each section N 2 = 512 × 512 with a step between these points ΔL = N / L.

При интерферометрии по интерференции в белом свете использовали микроскоп типа LEICA DMR фирмы Leica, Ветцлар. При этом исследовали участки площадью 140×140 мкм2, 280×280 мкм2, 1120×1120 мкм2 и 2800×2800 мкм2 с количеством точек на каждом участке 512×512.For white light interference interferometry, a LEICA DMR microscope from Leica, Wetzlar, was used. In this case, we studied areas with an area of 140 × 140 μm 2 , 280 × 280 μm 2 , 1120 × 1120 μm 2 and 2800 × 2800 μm 2 with the number of points in each section 512 × 512.

Полученные с помощью вышеуказанных методов измерения кривые PSD (Δf) объединяли затем в единую кривую PSD(f), которую строили в виде двойной логарифмической зависимости согласно фиг.1-4, при этом спектральную плотность мощности PSD делением на нм4, а пространственную частоту f делением на мкм-1 переводили в безмерные величины.The PSD (Δf) curves obtained using the above measurement methods were then combined into a single PSD (f) curve, which was constructed as a double logarithmic dependence according to Figs. 1-4, with the PSD power spectral density being divided by nm 4 , and the spatial frequency f dividing by μm -1 was converted into dimensionless quantities.

Расчет зависящих от частоты амплитуд a(f)Calculation of frequency-dependent amplitudes a (f)

Зависящие от частоты амплитуды a(f) определяли на основании кривых PSD(f) по следующей формулеFrequency-dependent amplitudes a (f) were determined based on PSD (f) curves using the following formula

Figure 00000015
.
Figure 00000015
.

В качестве константы D, которой определяются пределы интегрирования, в которых функция PSD(f) рассматривается как постоянная, во всех рассматриваемых случаях использовали значение D, равное 1,5.As a constant D, which determines the limits of integration, in which the function PSD (f) is considered as a constant, in all cases under consideration, a value of D equal to 1.5 was used.

Эта формула в принципе соответствует расчету зависящих от пространственных частот амплитуд, описанному также J.C. Stover в Optical Scattering, 2-е издание, изд-во SPIE Press, Bellingham, Washington, USA (1995) (см. формулу (4.19) на стр.103, а также таблицу 2.1 на стр.34 и таблицу 2.2 на стр.37).This formula basically corresponds to the calculation of spatial frequency-dependent amplitudes, also described by J.C. Stover in Optical Scattering, 2nd Edition, SPIE Press, Bellingham, Washington, USA (1995) (see formula (4.19) on page 103, as well as table 2.1 on page 34 and table 2.2 on page 37).

Пример 1Example 1

Полированную чистовыми валками пластинку из A1Mg3 площадью 35×35 мм2 и толщиной 0,5 мм обезжиривали сначала дистиллированным хлороформом, а затем в течение 20 с в водном NaOH (5 г/л) при 50°С. После этого в течение 20 с обрабатывали травлением в Н3РО4 (100 г/л), в течение 30 с промывали в дистиллированной воде и в течение 90 с проводили электрохимическое травление в смеси HCl/H3BO3 (соответственно 4 г/л) при 35°С при плотности тока 120 мА/см2 переменного напряжения 35 В. После 30-секундной промывки в дистиллированной воде и 30-секундной промывки щелочью в водном NaOH (5 г/л) повторно промывали в течение 30 с в дистиллированной воде и затем в течение 90 с проводили анодное окисление в H2SO4 (200 г/л) при 25°С при плотности тока 30 мА/см2 постоянного напряжения 50 В. После этого в течение 30 с промывали в дистиллированной воде, в течение 60 с при 40°С - в NаНСО3 (20 г/л) и затем повторно - в течение 30 с в дистиллированной воде и в завершение в течение 1 ч сушили в сушильном шкафу при 80°С.An A1Mg 3 plate polished with finishing rolls with an area of 35 × 35 mm 2 and a thickness of 0.5 mm was degreased first with distilled chloroform and then for 20 s in aqueous NaOH (5 g / l) at 50 ° С. After that, it was treated with etching in H 3 PO 4 (100 g / l) for 20 s, washed in distilled water for 30 s, and electrochemical etching was carried out for 90 s in a mixture of HCl / H 3 BO 3 (respectively 4 g / l ) at 35 ° С at a current density of 120 mA / cm 2 of an alternating voltage of 35 V. After a 30-second washing in distilled water and a 30-second washing with alkali in aqueous NaOH (5 g / l), they were repeatedly washed for 30 s in distilled water and then anodic oxidation in H 2 SO 4 (200 g / l) was carried out for 90 s at 25 ° C at a current density of 30 mA / cm 2 constant voltage 50 V. After that, it was washed in distilled water for 30 s, in NaHCO 3 (20 g / l) for 60 s at 40 ° C, and then again for 30 s in distilled water and finally for 1 h dried in an oven at 80 ° C.

На обработанную таким путем пластинку напыляли слой золота толщиной приблизительно 50 нм, после чего на этот образец с выдержкой в течение 24 ч в погруженном в раствор н-декантиола в этаноле (1 г/л) состоянии при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие и в завершение промывали этанолом и сушили.A layer of gold approximately 50 nm thick was sprayed onto the plate processed in this way, after which the sample was coated for 24 hours in a state of immersion in a solution of n-decantiol in ethanol (1 g / l) at room temperature in a closed vessel and completion washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 167°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 167 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl rolls off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 1 на фиг.1.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 1 in figure 1.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-l)=3, составляет 0,81.log (f 2 / μm -l ) = 3 is 0.81.

Пример 2Example 2

В этом примере обработку пластинки из A1Mg3 и нанесение на нее покрытия осуществляли аналогично примеру 1, с тем, однако, отличием, что дополнительно, перед напылением слоя золота в течение 20 с проводили травление в 1М NaOH, затем в течение 30 с промывали в дистиллированной воде, а после этого в этаноле и в течение 1 ч сушили в сушильном шкафу при 80°С.In this example, the processing of the A1Mg 3 plate and coating on it was carried out analogously to Example 1, however, with the difference that, in addition, before the deposition of the gold layer, etching in 1 M NaOH was performed for 20 s, then it was washed in distilled for 30 s water, and then in ethanol and for 1 h, dried in an oven at 80 ° C.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 161°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 161 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl rolls off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 2 на фиг.1.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 2 in figure 1.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,58.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.58.

Сравнительный пример 3Reference Example 3

В этом примере обработку пластинки из A1Mg3 и нанесение на нее покрытия осуществляли аналогично примеру 2, с тем, однако, отличием, что травление проводили в течение 120 с в 1М NaOH.In this example, the processing of the A1Mg 3 plate and coating on it was carried out analogously to Example 2, with the difference, however, that the etching was carried out for 120 s in 1 M NaOH.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 150°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл не скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 150 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl does not roll off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 3 на фиг.1.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 3 in figure 1.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,46.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.46.

Сравнительный пример 4Reference Example 4

В этом примере на подложку из поликарбоната площадью 35×35 мм2 и толщиной 1 мм наносили для последующего напыления на нее слой алюминия толщиной 200 нм. После этого образец в течение 30 мин обрабатывали в дистиллированной воде при 100°С, затем в течение 30 с промывали в дистиллированной воде при комнатной температуре и в течение 1 ч сушили в сушильном шкафу при 80°С.In this example, a polycarbonate substrate with an area of 35 × 35 mm 2 and a thickness of 1 mm was applied for subsequent spraying onto it a layer of aluminum with a thickness of 200 nm. After that, the sample was treated in distilled water at 100 ° С for 30 min, then washed in distilled water at room temperature for 30 s and dried in an oven at 80 ° С for 1 h.

Далее на обработанный таким путем образец напыляли слой золота толщиной приблизительно 50 нм. Затем на этот образец с выдержкой в течение 24 ч в погруженном в раствор н-декантиола в этаноле (1 г/л) состоянии при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие и в завершение промывали этанолом и сушили.Next, a layer of gold approximately 50 nm thick was sprayed onto the sample treated in this way. Then, this sample was exposed for 24 h in a state of immersion in a solution of n-decantiol in ethanol (1 g / l) at room temperature in a closed vessel, and the coating was washed and finally washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 135°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл не скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 135 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl does not roll off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 4 на фиг.1.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 4 in figure 1.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,28.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.28.

Сравнительный пример 5Reference Example 5

В этом примере полированную чистовыми валками пластинку из A1Mg3 площадью 35×35 мм2 и толщиной 0,5 мм обезжиривали дистиллированным хлороформом. После 30-секундной промывки в дистиллированной воде в течение 600 с проводили анодное окисление в H2SO4 (200 г/л) при 20°С при плотности тока 10 мА/см2 постоянного напряжения 35 В. Затем промывали в дистиллированной воде и в течение 1 ч сушили при 80°С в сушильном шкафу.In this example, an A1Mg 3 plate polished with finishing rolls with an area of 35 × 35 mm 2 and a thickness of 0.5 mm was degreased with distilled chloroform. After a 30 second wash in distilled water for 600 s, anodic oxidation was performed in H 2 SO 4 (200 g / l) at 20 ° C at a current density of 10 mA / cm 2 of a constant voltage of 35 V. Then it was washed in distilled water and in for 1 h, dried at 80 ° C in an oven.

Далее на обработанный таким путем образец напыляли слой золота толщиной приблизительно 50 нм. Затем на этот образец с выдержкой в течение 24 ч в погруженном в раствор н-декантиола в этаноле (1 г/л) состоянии при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие и в завершение промывали этанолом и сушили.Next, a layer of gold approximately 50 nm thick was sprayed onto the sample treated in this way. Then, this sample was exposed for 24 h in a state of immersion in a solution of n-decantiol in ethanol (1 g / l) at room temperature in a closed vessel, and the coating was washed and finally washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 122°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл не скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 122 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl does not roll off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 5 на фиг.1.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 5 in figure 1.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S (log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,14.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.14.

Сравнительный пример 6Reference Example 6

В этом примере на необработанную полированную чистовыми валками монокристаллическую кремниевую пластинку напыляли слой золота толщиной 200 нм и на этот образец с выдержкой в течение 24 ч в погруженном в раствор н-декантиола в этаноле (1 г/л) состоянии при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие, после чего промывали этанолом и сушили.In this example, a 200 nm thick gold layer was sprayed onto an untreated polishing single-crystal silicon wafer and a 24-hour gold sample was applied to this sample immersed in a solution of n-decantiol in ethanol (1 g / l) at room temperature in a closed vessel. coating, then washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 115°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл не скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 115 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl does not roll off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 6 на фиг.1.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 6 in figure 1.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,04.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.04.

Сравнительный пример 7Reference Example 7

В этом примере на подложку из поликарбоната площадью 35×35 мм2 и толщиной 1 мм наносили для последующего напыления на нее слой алюминия толщиной 100 нм. После этого образец в течение 3 мин обрабатывали в дистиллированной воде при 100°С, затем в течение 30 с промывали в дистиллированной воде при комнатной температуре и в течение 1 ч сушили в сушильном шкафу при 80°С.In this example, a polycarbonate substrate with an area of 35 × 35 mm 2 and a thickness of 1 mm was applied for subsequent spraying onto it a layer of aluminum with a thickness of 100 nm. After that, the sample was treated in distilled water at 100 ° С for 3 min, then washed in distilled water at room temperature for 30 s and dried in an oven at 80 ° С for 1 h.

Далее на обработанный таким путем образец напыляли слой золота толщиной приблизительно 100 нм. Затем на этот образец с выдержкой в течение 24 ч в погруженном в раствор н-декантиола в этаноле (1 г/л) состоянии при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие и в завершение промывали этанолом и сушили.Next, a gold layer approximately 100 nm thick was sprayed onto the sample treated in this way. Then, this sample was exposed for 24 h in a state of immersion in a solution of n-decantiol in ethanol (1 g / l) at room temperature in a closed vessel, and the coating was washed and finally washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 147°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл не скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 147 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl does not roll off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 1 на фиг.2.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 1 in figure 2.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,39.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.39.

Пример 8Example 8

В этом примере опытный образец получали аналогично примеру 7, с тем, однако, отличием, что толщина напыляемого слоя золота составляла 50 нм.In this example, a prototype was obtained analogously to example 7, with the difference, however, that the thickness of the deposited layer of gold was 50 nm.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 154°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 154 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl rolls off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 2 на фиг.2.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 2 in figure 2.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,53.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.53.

Сравнительный пример 9Reference Example 9

В этом примере полированную чистовыми валками пластинку из A1Mg3 площадью 35×35 мм2 и толщиной 0,5 мм обезжиривали дистиллированным хлороформом. Затем образец в течение 20 с обрабатывали в дистиллированной воде при 100°С. После этого промывали в этаноле и в течение 1 ч сушили в сушильном шкафу при 80°С.In this example, an A1Mg 3 plate polished with finishing rolls with an area of 35 × 35 mm 2 and a thickness of 0.5 mm was degreased with distilled chloroform. Then, the sample was processed in distilled water at 100 ° С for 20 s. Then it was washed in ethanol and dried for 1 h in an oven at 80 ° С.

Далее на обработанный таким путем образец напыляли слой золота толщиной приблизительно 50 нм. Затем на этот образец с выдержкой в течение 24 ч в погруженном в раствор н-декантиола в этаноле (1 г/л) состоянии при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие и в завершение промывали этанолом и сушили.Next, a layer of gold approximately 50 nm thick was sprayed onto the sample treated in this way. Then, this sample was exposed for 24 h in a state of immersion in a solution of n-decantiol in ethanol (1 g / l) at room temperature in a closed vessel, and the coating was washed and finally washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 130°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл не скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 130 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl does not roll off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 3 на фиг.2.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 3 in figure 2.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S (log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,15.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.15.

Сравнительный пример 10Reference Example 10

В этом примере на полированную чистовыми валками монокристаллическую Si (100)-пластинку электролучевым напылением при температуре 520К, последовательно наносили слоями подложку HLHL (H=LaF3, L=MgF2). При этом слои Н имели толщину 100 нм, а слои L 116 нм. Подобная технология соответствует таковой, описанной в публикации S. Jakobs, A. Duparre и Н. Truckenbrodt, Applied Optics 37, стр.1180 (1998).In this example, a monocrystalline Si (100) plate polished by finishing rolls by electro-beam sputtering at a temperature of 520 K was successively coated with an HLHL substrate (H = LaF 3 , L = MgF 2 ). Moreover, layers H had a thickness of 100 nm, and layers L 116 nm. This technology is consistent with that described in S. Jakobs, A. Duparre and H. Truckenbrodt, Applied Optics 37, p. 1180 (1998).

Далее на обработанный таким путем образец напыляли слой золота толщиной приблизительно 50 нм. Затем на этот образец с выдержкой в течение 24 ч в погруженном в раствор н-декантиола в этаноле (1 г/л) состоянии при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие и в завершение промывали этанолом и сушили.Next, a layer of gold approximately 50 nm thick was sprayed onto the sample treated in this way. Then, this sample was exposed for 24 h in a state of immersion in a solution of n-decantiol in ethanol (1 g / l) at room temperature in a closed vessel, and the coating was washed and finally washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 120°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл не скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 120 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl does not roll off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 1 на фиг.3.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 1 in figure 3.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,10.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.10.

Сравнительный пример 11Reference Example 11

В этом примере опытный образец получали аналогично примеру 10, с тем, однако, отличием, что при вышеуказанном последовательном нанесении слоев вместо (HL)2 использовали (HL)8.In this example, a prototype was obtained analogously to example 10, with the difference, however, that in the above sequential deposition of layers instead of (HL) 2 , (HL) 8 was used .

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 130°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл не скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 130 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl does not roll off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 2 на фиг.2.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 2 in figure 2.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,23.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.23.

Пример 12Example 12

В этом примере опытный образец получали аналогично тому, как описано в неопубликованной заявке DE 19935326.3. Цикло {SiO(СН3) [(CH2)2Si(OH)-(CH3)2}4 (обозначаемый в последующем как D4-силанол) получали аналогично тому, как описано в заявке DE 19603241.In this example, a prototype was obtained in the same way as described in unpublished application DE 19935326.3. The cycle {SiO (CH 3 ) [(CH 2 ) 2 Si (OH) - (CH 3 ) 2 } 4 (hereinafter referred to as D4-silanol) was obtained in the same manner as described in the application DE 19603241.

4,1 г AEROSIL® 812 (фирма Degussa) диспергировали в 28,5 г 1-метокси-2-пропанола, 5,0 г D4-силанола и 6,5 г тетраэтоксисилана. К этой дисперсии добавляли 1,1 г 0,1н. п-толуолсульфокислоты и смесь перемешивали в течение 1 ч при комнатной температуре. Затем полученным лаковым раствором с помощью рамки для вытягивания пленки покрывали стеклянную пластинку с образованием в результате слоя влажной пленки толщиной 120 мкм. После выпаривания при комнатной температуре летучих компонентов образовавшееся покрытие отверждали в течение 1 ч при 130°С в сушильном шкафу с циркуляцией воздуха.4.1 g of AEROSIL ® 812 (manufactured by Degussa) were dispersed in 28.5 g of 1-methoxy-2-propanol, 5.0 g of D4-silanol and 6.5 g of tetraethoxysilane. To this dispersion was added 1.1 g of 0.1N. p-toluenesulfonic acid and the mixture was stirred for 1 h at room temperature. Then, the obtained lacquer solution was coated on a glass plate using a film drawing frame to form a wet film layer 120 μm thick as a result. After evaporation of the volatile components at room temperature, the resulting coating was cured for 1 h at 130 ° C in an air circulation oven.

Далее на обработанный таким путем образец напыляли слой золота толщиной приблизительно 50 нм. Затем на этот образец с выдержкой в течение 24 ч в погруженном в раствор н-декантиола в этаноле (1 г/л) состоянии при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие и в завершение промывали этанолом и сушили.Next, a layer of gold approximately 50 nm thick was sprayed onto the sample treated in this way. Then, this sample was exposed for 24 h in a state of immersion in a solution of n-decantiol in ethanol (1 g / l) at room temperature in a closed vessel, and the coating was washed and finally washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 165°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 165 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl rolls off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 1 на фиг.4.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 1 in figure 4.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,71.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.71.

Пример 13Example 13

В этом примере опытный образец получали аналогично примеру 12, с тем, однако, отличием, что вместо 1,1 г п-толуолсульфокислоты добавляли 2,3 г НСl.In this example, a test sample was obtained analogously to example 12, with the difference, however, that instead of 1.1 g of p-toluenesulfonic acid, 2.3 g of HCl was added.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 157°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 157 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl rolls off it.

Топографию этой поверхности описывали и исследовали аналогично тому, как указано выше в разделе "1. Определение топографии поверхности", и полученные данные измерений представлены в виде кривой 4 на фиг.4.The topography of this surface was described and investigated in the same way as described above in section "1. Determination of surface topography", and the obtained measurement data are presented in the form of curve 4 in figure 4.

Интеграл нормированных Фурье-амплитуд S(log f), рассчитанный в интервале между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрированияThe integral of the normalized Fourier amplitudes S (log f), calculated in the interval between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration

log(f2/мкм-1)=3, составляет 0,60.log (f 2 / μm -1 ) = 3 is 0.60.

Пример 14Example 14

Получение обратного отпечатка (негатива)Getting a back print (negative)

В этом примере с помощью полимерного раствора получали обратный отпечаток (негатив), служащий формой для получения требуемой ультрафобной поверхности. В качестве такой формы использовали поверхность, полученную в примере 1.In this example, a reverse imprint (negative) was obtained using a polymer solution, which serves as a form for obtaining the desired ultrafobic surface. As such a form, the surface obtained in Example 1 was used.

Поверхность формы заливали 30%-ным раствором полимера в метиленхлориде, в качестве которого использовали сополимер полиметилметакрилата и перфтороктадецилметакрилата (-[СН2-С(СООСН3)СН3]n- и -[СН2-C(COOC18F37)CH3]m- при соотношении n/m=10; 50 мас.%-ный раствор в бутаноне), с получением в результате с помощью рамки для вытягивания пленки покрытия в виде пленки толщиной приблизительно 20 мкм. После сушки при комнатной температуре из пленки скальпелем вырезали полоску шириной 10 мм, с верхней стороны усиливали ее наклеиванием клейкой пленки и отделяли от формы.The surface of the mold was poured with a 30% solution of the polymer in methylene chloride, which was used as a copolymer of polymethylmethacrylate and perfluorooctadecylmethacrylate (- [CH 2 -C (COOCH 3 ) CH 3 ] n - and - [CH 2 -C (COOC 18 F 37 ) CH 3 ] m - at a ratio of n / m = 10; 50 wt.% Solution in butanone), resulting in a coating film in the form of a film with a thickness of approximately 20 μm using a frame for drawing out. After drying at room temperature, a strip 10 mm wide was cut out of the film with a scalpel, reinforced by gluing the adhesive film on the upper side and separated from the mold.

На нижнюю (т.е. первоначально обращенную к форме) сторону пленки напыляли слой золота толщиной примерно 50 нм. Затем на образец с выдержкой в течение 24 ч наносили напылением н-декантиола при комнатной температуре в закрытом сосуде покрытие и в завершение промывали этанолом и сушили.A layer of gold about 50 nm thick was sprayed onto the lower (i.e., initially facing the form) side of the film. Then, the n-decantiol was sprayed at room temperature in a closed vessel for 24 h with a coating for 24 h and finally washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на такой поверхности капли воды составляет 165°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл скатывается с нее.The static contact angle of the water droplet located on such a surface is 165 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl rolls off it.

Пример 15Example 15

Получение ультрафобной поверхности с обратного отпечатка (негатива)Obtaining an ultra-phobic surface from a reverse print (negative)

В этом примере с помощью полимерного раствора с использованием негатива получали требуемую ультрафобную поверхность. В качестве такого негатива использовали поверхность, полученную в примере 1.In this example, the desired ultraphobic surface was obtained using a polymer solution using negative. As such a negative, the surface obtained in Example 1 was used.

Стадия 1: Получение обратного отпечатка, служащего формой для получения ультрафобной поверхностиStage 1: Obtaining a reverse print, which serves as a form for obtaining an ultrafobic surface

Поверхность формы заливали 50 мас.%-ным раствором поликарбоната бисфенола А (Мn=1000) в метиленхлориде и с помощью рамки для вытягивания пленки получали покрытие в виде пленки толщиной приблизительно 100 мкм.The mold surface was poured with a 50 wt.% Solution of bisphenol A polycarbonate A (M n = 1000) in methylene chloride, and a film-like coating was used to form a coating in the form of a film with a thickness of approximately 100 μm.

После сушки при комнатной температуре из пленки вырезали скальпелем полоску шириной 20 мм, с верхней стороны усиливали ее наклеиванием клейкой пленки и отделяли от формы.After drying at room temperature, a strip 20 mm wide was cut out from the film with a scalpel, reinforced by gluing the adhesive film on the upper side and separated from the mold.

На нижнюю (т.е. первоначально обращенную к форме) сторону пленки напыляли слой золота толщиной примерно 50 нм. Затем на этот слой золота образца с выдержкой в 24 ч несколькими каплями раствора н-перфтороктантиола в α,α,α-трифтортолуоле (1 г/л) при комнатной температуре в закрытом сосуде наносили покрытие и в завершение промывали α,α,α-трифтортолуолом и сушили.A layer of gold about 50 nm thick was sprayed onto the lower (i.e., initially facing the form) side of the film. Then, a 24-hour exposure to this gold layer of a sample with a few drops of a solution of n-perfluorooctantiol in α, α, α-trifluorotoluene (1 g / l) was coated at room temperature in a closed vessel and finally washed with α, α, α-trifluorotoluene and dried.

Стадия 2: Получение с обратного отпечатка требуемой ультрафобной поверхности с использованием полимерной смеси, содержащей олеофобный полимер в качестве добавкиStage 2: Obtaining from the inverse of the desired ultrafobic surface using a polymer mixture containing an oleophobic polymer as an additive

Поверхность формы заливали 30%-ным раствором полимерной смеси в метиленхлориде из полистирола (Мn=15000) и приблизительно 10 мас.% сополимера полиметилметакрилата и перфтороктадецилметакрилата (-[СН2-С(СООСН3)СН3]n- и -[CH2-C(COOC18F37]m-; соотношение n/m=10) с получением с помощью литьевой рамки покрытия в виде пленки толщиной примерно 20 мкм. После продолжительной сушки при комнатной температуре (в течение приблизительно 10 ч) из пленки вырезали скальпелем полоску шириной 10 мм, с верхней стороны ее усиливали наклеиванием клейкой ленты и отделяли от формы.The surface of the mold was poured with a 30% solution of the polymer mixture in polystyrene methylene chloride (M n = 15000) and approximately 10 wt.% Copolymer of polymethyl methacrylate and perfluorooctadecyl methacrylate (- [CH 2 -C (COOCH 3 ) CH 3 ] n - and - [CH 2- C (COOC 18 F 37 ] m -; ratio n / m = 10) to obtain a coating in the form of a film in the form of a film with a thickness of approximately 20 μm After prolonged drying at room temperature (for approximately 10 hours), the film was cut out with a scalpel, a strip 10 mm wide, from the upper side it was strengthened by sticking an adhesive tape and separated from Orma.

На нижнюю (т.е. первоначально обращенную к форме) сторону пленки напыляли слой золота толщиной примерно 50 нм. Затем на образец с выдержкой в 24 ч наносили напылением н-декантиола при комнатной температуре в закрытом сосуде покрытие, после чего промывали этанолом и сушили.A layer of gold about 50 nm thick was sprayed onto the lower (i.e., initially facing the form) side of the film. Then, a coating with a 24-hour exposure was sprayed with n-decantiol at room temperature in a closed vessel, then washed with ethanol and dried.

Статический краевой угол смачивания находящейся на полученной таким путем поверхности капли воды составляет 164°. При наклоне поверхности на <10° капля воды объемом 10 мкл скатывается с нее.The static wetting angle of the water droplet located on the surface thus obtained is 164 °. When the surface tilts at <10 °, a drop of water with a volume of 10 μl rolls off it.

В таблице представлены в систематизированном виде результаты, полученные в примерах по изобретению и в сравнительных примерах.The table presents in a systematic form the results obtained in the examples according to the invention and in comparative examples.

Однозначно очевидно, что при ультрафобных поверхностях, у которых краевой угол смачивания находящейся на поверхности капли воды превышает 150°, интеграл кривой a(f)·f=S(log f), рассчитанный между нижним пределом интегрирования log (f1/мкм-1) = -3 и верхним пределом интегрирования log (f2/мкм-1) = 3, выше или равен 0,5. Краевой угол такой ультрафобной поверхности, полученной с обратного отпечатка, равно как и краевой угол негатива превышает 150°.It is unambiguously obvious that for ultrafobic surfaces for which the contact angle of the water droplet located on the surface exceeds 150 °, the integral of the curve a (f) · f = S (log f) calculated between the lower integration limit log (f 1 / μm -1 ) = -3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3, higher or equal to 0.5. The edge angle of such an ultra-phobic surface obtained from the inverse print, as well as the edge angle of the negative exceeds 150 °.

Figure 00000016
Figure 00000016

Claims (26)

1. Структурированная (профилированная) поверхность с ультрафобными свойствами, отличающаяся тем, что она имеет топографию, при которой взаимосвязь между пространственными частотами f отдельных Фурье-компонентов и их амплитудами a(f) определяется функцией S1. A structured (profiled) surface with ultra-phobic properties, characterized in that it has a topography in which the relationship between the spatial frequencies f of individual Fourier components and their amplitudes a (f) is determined by the function S
Figure 00000017
Figure 00000017
интеграл которой, рассчитанный между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log (f2/мкм-1) = 3, составляет по меньшей мере 0,5, и указанная поверхность выполнена из гидрофобного или прежде всего из олеофобного материала либо имеет покрытие из такого гидрофобного или прежде всего олеофобного материала.whose integral, calculated between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3, is at least 0.5, and the specified surface is made of hydrophobic or primarily from an oleophobic material, or has a coating of such a hydrophobic or especially oleophobic material.
2. Ультрафобная поверхность по п.1, отличающаяся тем, что интеграл функции S превышает 0,6.2. The ultra-phobic surface according to claim 1, characterized in that the integral of the function S exceeds 0.6. 3. Ультрафобная поверхность по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она имеет краевой угол смачивания по меньшей мере 150° и угол скатывания менее 10°.3. The ultra-phobic surface according to claim 1 or 2, characterized in that it has a contact angle of at least 150 ° and a rolling angle of less than 10 °. 4. Ультрафобная поверхность по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что она имеет краевой угол смачивания по меньшей мере 155°.4. Ultra-phobic surface according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has a contact angle of at least 155 °. 5. Ультрафобная поверхность по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она выполнена из металла или пластмассы.5. Ultra-phobic surface according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is made of metal or plastic. 6. Ультрафобная поверхность по п.5, отличающаяся тем, что металл выбран из группы, включающей бериллий, магний, скандий, титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, алюминий, галлий, иттрий, цирконий, ниобий, молибден, технеций, рутений, рений, палладий, серебро, кадмий, индий, олово, лантан, церий, празеодий, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций, гафний, тантал, вольфрам, рений, осмий, иридий, платину, золото, таллий, свинец, висмут, прежде всего титан, алюминий, магний и никель либо соответствующий сплав названных металлов.6. The ultrafobic surface according to claim 5, characterized in that the metal is selected from the group comprising beryllium, magnesium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, aluminum, gallium, yttrium, zirconium , niobium, molybdenum, technetium, ruthenium, rhenium, palladium, silver, cadmium, indium, tin, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, hafnium , tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, thallium, lead, bismuth, primarily titanium, aluminum, magnesium and neither cell or corresponding alloy of the named metals 7. Ультрафобная поверхность по п.5, отличающаяся тем, что в качестве металла выбран сплав алюминия и магния, прежде всего A1Mg3.7. The ultra-phobic surface according to claim 5, characterized in that the metal is an alloy of aluminum and magnesium, primarily A1Mg 3 . 8. Ультрафобная поверхность по п.5, отличающаяся тем, что в качестве пластмассы выбран дуропласт или термопласт.8. The ultra-phobic surface according to claim 5, characterized in that duroplast or thermoplastic is selected as the plastic. 9. Ультрафобная поверхность по п.8, отличающаяся тем, что дуропласт выбран из группы, включающей диаллилфталатную смолу, эпоксидную смолу, мочевиноформальдегидную смолу, меламиноформальдегидную смолу, меламинофенолоформальдегидную смолу, фенолоформальдегидную смолу, полиимид, силиконовый каучук и ненасыщенную полиэфирную смолу, а термопласт выбран из группы, включающей термопластичный полиолефин, например полипропилен или полиэтилен, поликарбонат, полиэфиркарбонат, сложные полиэфиры, например ПБТ или ПЭТФ, полистирол, сополимер стирола, сополимер стирола и акрилонитрила, каучуксодержащий привитой сополимер стирола, например сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС-пластик), полиамид, полиуретан, полифениленсульфид, поливинилхлорид или любые возможные смеси названных полимеров.9. The ultra-phobic surface of claim 8, wherein the duroplast is selected from the group consisting of diallyl phthalate resin, epoxy resin, urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, melamine-phenol-formaldehyde resin, polymeric silicone, and polymeric resin a group comprising a thermoplastic polyolefin, for example polypropylene or polyethylene, polycarbonate, polyester carbonate, polyesters, for example PBT or PET, polystyrene, styrene copolymer la, a copolymer of styrene and acrylonitrile, styrene graft copolymer kauchuksoderzhaschy, for example acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamide, polyurethane, polyphenylene sulphide, polyvinyl chloride or any possible mixtures of said polymers. 10. Ультрафобная поверхность по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что на эту поверхность нанесен слой из гидрофобного вспомогательного фобирующего агента, прежде всего анионного, катионного, амфотерного или неионного поверхностно-активного соединения.10. An ultrafobic surface according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a layer of a hydrophobic auxiliary phobic agent, primarily an anionic, cationic, amphoteric or nonionic surfactant, is applied to this surface. 11. Конструкционный материал или строительный материал, имеющий ультрафобную поверхность по любому из пп.1-10.11. Structural material or building material having an ultra-phobic surface according to any one of claims 1 to 10. 12. Ультрафобная поверхность по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что она предназначена для снижающей силу трения облицовки кузовов транспортных средств, фюзеляжей самолетов и корпусов судов.12. Ultra-phobic surface according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is designed to reduce the frictional force of the lining of vehicle bodies, aircraft fuselages and ship hulls. 13. Ультрафобная поверхность по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что она предназначена для использования в качестве способных к самоочищению покрытия или облицовки зданий, крыш, окон, строительных материалов из керамики, используемых, например, для сантехнического оборудования и бытовых приборов.13. Ultra-phobic surface according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is intended for use as self-cleaning coatings or cladding of buildings, roofs, windows, ceramic building materials used, for example, for plumbing equipment and household appliances . 14. Ультрафобная поверхность по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что она предназначена для использования в качестве антикоррозионного покрытия изделий из металла.14. Ultra-phobic surface according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is intended for use as an anti-corrosion coating of metal products. 15. Ультрафобная поверхность по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что она предназначена для использования в качестве прозрачной панели или в качестве прозрачного слоя, наносимого на прозрачные стекла, прежде всего кварцевые или полимерные стекла, прежде всего для солнечных батарей, транспортных средств или теплиц.15. Ultra-phobic surface according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is intended to be used as a transparent panel or as a transparent layer applied to transparent glasses, especially quartz or polymer glasses, primarily for solar panels, transport funds or greenhouses. 16. Способ получения поверхности с ультрафобными свойствами по любому из пп.1-10 на основе сплава АlМg3, отличающийся тем, что эту поверхность очищают, обрабатывают травлением, подвергают анодному окислению, пассивируют в кипящей воде, при необходимости наносят на нее, прежде всего напылением, слой из благородного металла в качестве промотора адгезии, прежде всего из золота, толщиной от 10 до 100 нм и в завершение покрывают гидрофобным материалом, прежде всего анионным, катионным, амфотерным или неионным поверхностно-активным соединением в качестве вспомогательного фобирующего агента.16. A method of obtaining a surface with ultrafobic properties according to any one of claims 1-10 based on AlMg 3 alloy, characterized in that this surface is cleaned, etched, subjected to anodic oxidation, passivated in boiling water, if necessary, applied to it, first of all by sputtering, a layer of a noble metal as an adhesion promoter, primarily of gold, with a thickness of 10 to 100 nm and finally coated with a hydrophobic material, primarily anionic, cationic, amphoteric or nonionic surface-active compound as using auxiliary phobic agent. 17. Способ получения поверхности с ультрафобными свойствами, отличающийся тем, что изготавливают форму, представляющую собой обратный отпечаток ультрафобной поверхности с требуемой топографией, используя в этих целях смесь из пластмассы и гидрофобной или прежде всего олеофобной добавки, которая при отверждении осаждается в виде тонкой пленки между поверхностью формы и формованным изделием из пластмассы.17. A method of producing a surface with ultra-phobic properties, characterized in that a mold is made that is an inverse imprint of the ultra-phobic surface with the required topography, using for this purpose a mixture of plastic and a hydrophobic or, first of all, oleophobic additive, which during curing is deposited in the form of a thin film between mold surface and molded plastic product. 18. Способ получения поверхности с ультрафобными свойствами, отличающийся тем, что ультрафобную поверхность с требуемой структурой формируют с использованием пластмассы, прежде всего дуропласта или термопласта, и на поверхность полученного таким путем с обратного отпечатка формованного изделия при необходимости наносят слой промотора адгезии и затем покрывают гидрофобным или прежде всего олеофобным материалом.18. A method of obtaining a surface with ultrafobic properties, characterized in that the ultrafobic surface with the desired structure is formed using plastic, especially duroplast or thermoplastic, and if necessary, an adhesion promoter layer is applied to the surface of the molded product obtained in this way from the inverse print and then coated with a hydrophobic or primarily oleophobic material. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что в качестве полимера используют гидрофобный полимер, предпочтительно сополимер полиметилметакрилата и перфтороктадецилметакрилата, и при этом не предусматривают обязательного нанесения дополнительного покрытия из гидрофобного или олеофобного материала.19. The method according to p. 18, characterized in that the polymer used is a hydrophobic polymer, preferably a copolymer of polymethylmethacrylate and perfluorooctadecylmethacrylate, and it does not require the additional coating of a hydrophobic or oleophobic material. 20. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что в качестве формы с обратным отпечатком, соответственно полученной с этого обратного отпечатка поверхности с требуемой структурой, используют поверхность, подвергнутую травлению, анодированную и обработанную горячей водой с температурой в интервале от 50 до 100°С и содержащую в основном алюминий или алюминиевый сплав.20. The method according to 17 or 18, characterized in that as the shape with the inverse print, respectively obtained from this inverse of the surface with the desired structure, use the surface subjected to etching, anodized and treated with hot water with a temperature in the range from 50 to 100 ° C and containing mainly aluminum or aluminum alloy. 21. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что в качестве формы с обратным отпечатком, соответственно полученной с этого обратного отпечатка поверхности с требуемой структурой, используют микроструктурированную, анодированную, кальцинированную и содержащую в основном алюминий или алюминиевый сплав поверхность.21. The method according to p. 17 or 18, characterized in that a microstructured, anodized, calcined and containing mainly aluminum or aluminum alloy surface is used as the shape with the inverse print, respectively obtained from this inverse of the surface with the desired structure. 22. Способ по любому из пп.17-21, отличающийся тем, что в качестве пластмассы для формирования поверхности применяют дуропласт или термопласт.22. The method according to any one of paragraphs.17-21, characterized in that as a plastic for the formation of the surface used duroplast or thermoplastic. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что в качестве дуропласта применяют таковой, выбранный из группы, включающей диаллилфталатную смолу, эпоксидную смолу, мочевиноформальдегидную смолу, меламиноформальдегидную смолу, меламинофенолоформальдегидную смолу, фенолоформальдегидную смолу, полимид, силиконовый каучук и ненасыщенную полиэфирную смолу.23. The method according to p. 22, characterized in that as a duroplast, one is used selected from the group including diallyl phthalate resin, epoxy resin, urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, phenol-formaldehyde-resin-resin-resin-resin. 24. Способ по п.22, отличающийся тем, что в качестве термопласта применяют таковой, выбранный из группы, включающей термопластичный полиолефин, например полипропилен или полиэтилен, поликарбонат, полиэфиркарбонат, сложные полиэфиры, например ПБТ или ПЭТФ, полистирол, сополимер стирола, сополимер стирола и акрилонитрила, каучуксодержащий привитой сополимер стирола, например сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС-пластик), полиамид, полиуретан, полифениленсульфид, поливинилхлорид или любые возможные смеси названных полимеров.24. The method according to item 22, wherein the thermoplastic used is one selected from the group consisting of a thermoplastic polyolefin, for example polypropylene or polyethylene, polycarbonate, polyester carbonate, polyesters, for example PBT or PET, polystyrene, styrene copolymer, styrene copolymer and acrylonitrile, a rubber-containing grafted copolymer of styrene, for example a copolymer of acrylonitrile, butadiene and styrene (ABS plastic), polyamide, polyurethane, polyphenylene sulfide, polyvinyl chloride or any possible mixture of these polymers. 25. Способ по любому из пп.17-24, отличающийся тем, что на полученную с обратного отпечатка поверхность формованного изделия наносят покрытие с использованием вспомогательного гидрофобного фобирующего агента, прежде всего анионного, катионного, амфотерного или неионного поверхностно-активного соединения, или используют такой вспомогательный фобирующий агент в качестве добавки к совместимым с ним полимерам, который придает поверхности гидрофобные свойства.25. The method according to any one of paragraphs.17-24, characterized in that the surface obtained from the reverse imprint of the molded product is coated using an auxiliary hydrophobic phobic agent, especially an anionic, cationic, amphoteric or nonionic surfactant, or use such auxiliary phobic agent as an additive to compatible polymers, which imparts hydrophobic properties to the surface. 26. Способ испытания поверхностей на их ультрафобные свойства, отличающийся тем, что на поверхность, прежде всего напылением, наносят слой из благородного металла или GaAs в качестве промотора адгезии, прежде всего из золота, толщиной от 10 до 100 нм, затем покрывают слоем вспомогательного фобирующего агента, предпочтительно декантиола, после чего исследуют топографию поверхности, прежде всего с помощью сканирующей туннельной микроскопии, сканирующей атомно-силовой микроскопии и интерферометрии по интерференции в белом свете в их сочетании, и на основании полученных данных измерения определяют пространственные частоты f и амплитуды их структур а(f), а также интеграл функции S26. A method of testing surfaces for their ultraphobic properties, characterized in that a surface of noble metal or GaAs is applied to the surface, primarily by spraying, as an adhesion promoter, primarily from gold, with a thickness of 10 to 100 nm, then coated with a layer of auxiliary phobic an agent, preferably decantiol, after which the surface topography is examined, primarily using scanning tunneling microscopy, scanning atomic force microscopy and white light interference interferometry in combination, based on the obtained measurement data define the spatial frequencies f and the amplitude of their structures and (f), and the integral of the function S
Figure 00000018
Figure 00000018
рассчитанный между нижним пределом интегрирования log(f1/мкм-1)=-3 и верхним пределом интегрирования log(f2/мкм-1)=3.calculated between the lower limit of integration log (f 1 / μm -1 ) = - 3 and the upper limit of integration log (f 2 / μm -1 ) = 3.
RU2001120385/12A 1998-12-24 1999-12-22 Superphobic surface RU2232648C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19860141.7 1998-12-24
DE19860134 1998-12-24
DE19860134.4 1998-12-24
DE19860136.0 1998-12-24
DE1998160136 DE19860136C2 (en) 1998-12-24 1998-12-24 Ultraphobic surface, its use and process for its manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001120385A RU2001120385A (en) 2003-09-10
RU2232648C2 true RU2232648C2 (en) 2004-07-20

Family

ID=33420157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001120385/12A RU2232648C2 (en) 1998-12-24 1999-12-22 Superphobic surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2232648C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457045C1 (en) * 2011-03-01 2012-07-27 Вячеслав Кириллович Верхоломов Method of protecting building roofing against formation of icicles on its edge
RU2495208C1 (en) * 2012-04-27 2013-10-10 Вячеслав Кириллович Верхоломов Method to protect surface of drain elements of material facility roof against icing
RU2693278C2 (en) * 2017-11-30 2019-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" Method for anticorrosion treatment of aluminium surface
CN117165945A (en) * 2023-07-25 2023-12-05 中国船舶集团有限公司第七一九研究所 Laves phase enhanced eutectic high-entropy alloy wear-resistant superhydrophobic surface and preparation method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457045C1 (en) * 2011-03-01 2012-07-27 Вячеслав Кириллович Верхоломов Method of protecting building roofing against formation of icicles on its edge
RU2495208C1 (en) * 2012-04-27 2013-10-10 Вячеслав Кириллович Верхоломов Method to protect surface of drain elements of material facility roof against icing
RU2693278C2 (en) * 2017-11-30 2019-07-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" Method for anticorrosion treatment of aluminium surface
CN117165945A (en) * 2023-07-25 2023-12-05 中国船舶集团有限公司第七一九研究所 Laves phase enhanced eutectic high-entropy alloy wear-resistant superhydrophobic surface and preparation method thereof
CN117165945B (en) * 2023-07-25 2024-03-12 中国船舶集团有限公司第七一九研究所 Laves phase enhanced eutectic high-entropy alloy wear-resistant superhydrophobic surface and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100689730B1 (en) Ultraphobic surface
US7632466B2 (en) Ultraphobic surface structure having a plurality of hydrophilic areas
US20060159934A1 (en) Substrate with a reduced light-scattering, ultraphobic surface and method for the production of the same
US11174397B2 (en) Coatings having adaptable wettability as well as methods of making and using thereof
JP2002533560A5 (en)
US11248129B2 (en) Liquid impregnated surfaces for liquid repellancy
US20020084553A1 (en) Process for molding hydrophobic polymers to produce surfaces with stable water- and oil-repellent properties
TWI542626B (en) Composition and film formed by it
US20030026972A1 (en) Long-time stable water-repellent and oil-repellent surface
KR20180119680A (en) Microfluidic devices with microchannels with hydrophilic coatings
RU2232648C2 (en) Superphobic surface
JPH09202650A (en) Water-repellent, oil-repellent and antistaining membrane and its formation
DE19860136C2 (en) Ultraphobic surface, its use and process for its manufacture
US6455162B1 (en) Coatings agent and the use thereof
RU2001120385A (en) Ultrafobic surface
WO2024024461A1 (en) Water-repellent structure and composition for forming water-repellent layer
Tuna DEVELOPMENT OF THE FUNCTIONAL POLYMER COATINGS BY USING A GREEN APPROACH TO MODIFY PROPERTIES OF DIFFERENT SURFACES
JP3092096B2 (en) Coating composition and coated article

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20070202