Контролируемое формирование пористых полимерных покрытий

Источник: phys.org

Пористые полимеры особенно полезны, так как сочетают в себе легкий вес и высокую механическую прочность. Исследователи из Университета Рочестера (США) разработали процесс настраиваемого роста пенообразных полимерных покрытий. Технология, авторами которой являются инженер Митчелл Энсаматтен и аспирант Ран Тао, предусматривает выращивание полимерной пены непосредственно из газов. Смесь газов закачивается в реактор низкого давления, в котором находится холодная поверхность, вызывающая конденсацию. Одна из конденсированных жидкостей фактически образует сам полимерный материал (твердая часть губки), а другая временно занимает пространство, которое затем превратится в поры. Проблема в том, что жидкости в полимерной пленке не очень хорошо смешиваются друг с другом (как вода и масло).

Поэтому полимер должен затвердеть как можно быстрее, до того, как две жидкости начнут отделяться друг от друга. Контролируя скорость затвердевания, можно контролировать размер и распределение пор (чем быстрее процесс, тем меньше поры). Ученые выяснили, что на процесс влияет скорость подачи газов в реактор, изменение температуры поверхности конденсации и концентрации химического агента, вызывающего затвердевание полимера. В итоге была разработана система, по которой можно «на ходу» менять толщину покрытия, форму и размер отверстий. Как отмечает г-н Энсаматтен, новая технология позволяет легко контролировать свойства конечного продукта. Непосредственно в процессе производства можно менять структуру и плотность материала. Кроме того, разработка упрощает создание полимерной пены на криволинейных поверхностях и в труднодоступных местах деталей.