![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Настоящая НИР посвящена разработке технологии получения стабильных водо- и маслоотталкивающих покрытий на основе фторполимеров, наносимых сухим способом на синтетические ткани на основе полиэфиров и полиамидов, а также поиску путей коммерциализации разрабатываемой технологии. В основе технологии лежит осаждение фторполимеров на ткани из растворов в сверхкритическом (СК) СО2. СК СО2 обладает высокой плотностью, как жидкость, сохраняя при этом мобильность, свойственную газовому состоянию. Сочетание этих свойств, а также отсутствие влияния на процессы нанесения эффектов, обусловленных поверхностным натяжениям, включая капиллярные эффекты, позволяет осаждать равномерные ультратонкие пленки даже на пористых материалах со сложной геометрией. При этом равномерность наносимых покрытий способствует как улучшению водоотталкивающих свойств, так и существенному увеличению долговечности покрытий благодаря формированию сетки топологических зацеплений между молекулами фторполимера. Кроме этого СО2, необходимый для нанесения, может быть легко очищен путем сброса давления и перевода в газовую фазу, после чего может быть многократно использован повторно. Таким образом предлагаемый подход позволит снизить также загрязнение окружающей среды и затраты на финишную обработку тканей.
В рамках первого этапа выполнены следующие задачи Технического задания: • Получены образцы модифицированных тканей площадью порядка 100 см2, демонстрирующие контактные углы с водой более 150 градусов и паропроницаемость 37 600 г/см2 за сутки. • Составлена патентная карта, намечены стратегические направления защиты интеллектуальной собственности. • Составлен список российских и зарубежных компаний, потенциально заинтересованных в результатах НИР. • Проведены электронные переговоры с представителями двух российских компаний. Образцы тканей с наилучшими свойствами высланы в эти компании почтой. В рамках второго этапа выполнены следующие задачи Технического задания: • Получены образцы модифицированных тканей площадью около 400 см2, демонстрирующие начальные контактные углы с водой более 150 градусов и сохранение контактного угла выше 130 градусов после одного цикла машинной стирки. • Подготовлена форма раскрытия результатов интеллектуальной деятельности. Предложены пути создания новых объектов интеллектуальной собственности. • Созданы и апробированы презентационные материалы, а также вебсайт (http://www.sc-textiles.com). Составлен большой сводный перечень компаний для рассылки презентационных материалов. • Были учтены следующие основные требования компаний и экспертов: o Создаваемые покрытия должны быть одновременно водо- и маслоотталкивающими. o Тестирование наносимых покрытий должно проводиться по стандартам текстильной индустрии AATCC 22 и AATCC 118. Важно сохранение высоких показателей в тестах AATCC 22 и AATCC 118 после стандартизованных ресурсных испытаний в соответствии с ISO 6330. В рамках третьего этапа выполнены следующие задачи Технического задания: • Получены образцы модифицированных тканей площадью около 400 см2, демонстрирующие высокие показатели по индустриальным стандартам: максимальный балл по стандарту AATCC 22 на водоотталкивающую способность, 6 баллов по стандарту ААTCC 118 на маслоотталкивающую способность. • Показано, что водо- и маслоотталкивающая способность сохраняются на уровне не хуже 70 баллов по AATCC 22 и 5 баллов по ААTCC 118 после 5 циклов машинной стирки. • Доработаны презентационные материалы (обновлен вебсайт http://www.sc-textiles.com) • Были учтены следующие основные требования компаний и экспертов: o В ходе общения с компанией Elmarco установлена необходимость нанесения покрытий сразу на готовые двух- и трехслойные мембранные ткани. Показана возможность такого нанесения. o По предложению компании Guard Industry проведена гидрофобизация образцов бетона и гранита в СК СО2. Предложено новое направление исследований для создания технологии обработки элементов внутренней и внешней отделки зданий. • Подготовлена форма раскрытия результатов интеллектуальной деятельности (гидрофобизация сухой мушки для рыбной ловли).
Хоздоговор, Программа Инноваций Сколковского института науки и технологии |
# | Сроки | Название |
1 | 1 апреля 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Поиск рынка |
Результаты этапа: 1. Проведен анализ научно-технической и патентной литературы, выделены четыре основных класса полимерных материалов, перспективных для создания водоотталкивающих покрытий путем нанесения из растворов в СК СО2. 2. Найдена оптимальная загрузка полимера Teflon AF и наилучшие условия осаждения, получены среднемасштабные образцы площадью порядка 100 см2, демонстрирующие краевые углы смачивания водой более 150 градусов при сохранении высокой паропроницаемости (на уровне 37 600 г/м2 за сутки), что превышает требования Технического задания, а также превосходит по характеристикам результаты применения коммерческого гидрофобизатора производства Grangers. Путем проведения дополнительных измерений было установлено, что средняя толщина получаемых покрытий составляет от 80 нм (при загрузке полимера 0,2 вес. % на единицу массы ткани) до 380 нм (при оптимальной загрузке 2 вес. %). При отжиге образцов в вакуумной камере обнаружен интересный эффект образования микрошероховатостей на поверхности волокон полиамидов, обусловленный, по-видимому, частичной деструкцией поверхностного слоя волокон, что однако не приводит к изменению внешнего вида образца и тактильных ощущений от него. Создание микрорельефа волокон полимера таким простым способом неизвестно в литературе и может быть использовано как важный, но неочевидный для специалиста шаг, позволяющий получать сверхгидрофобные свойства. 3. Проведен анализ текущего уровня техники и составлена патентная карта. Рост числа патентов по различным способам гидрофобизации текстильных материалов в течение последних лет отражает повышенный интерес компаний к этой области. Однако пока существует лишь малое число патентов по гидрофобизации текстильных материалов с использованием СК СО2, что свидетельствует о том, что данное направление находится в стадии зарождения. Анализ существующих патентов позволил выделить две основные стратегии перспективных исследовательских работ для создания интеллектуальной собственности: поиск патентоспособных химических соединений для гидрофобизации тканей в среде СК СО2 (например, перфторированный хитозан), а также поиск физических способов улучшения свойств покрытий (например, создание микрорельефа путем частичной термической деструкции волокон). 4. Составлен список зарубежных и российских компаний, потенциально заинтересованных в результатах НИР. Проведены электронные переговоры с представителями российских компаний Virus Boardwear (производитель одежды для занятий сноубордом) и Red Fox (производитель снаряжения для альпинистов). Наиболее удачные приготовленные образцы отправлены в эти компании почтой. | ||
2 | 1 января 2015 г.-31 мая 2015 г. | Гидрофобизация синтетических материалов путем осаждения пленок полимеров |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".