Nanopartikül temelli süperhidrofobik yüzeyin sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, cam yüzeyinde mikro/nano boyutta yüzey pürüzlülüğüne sahip süperhidrofobik bir kaplama hazırlandı. Süperhidrofobik yüzey, cam yüzeyin poli(divinilbenzen-N-metakriloil-amido-L-fenilalanin etil ester) [(poli(DVB-MAPA)] polimeri ile kaplanması ile elde edildi. Polimerizasyonda N-metakriloil-amido-L-fenilalanin etil ester (MAPA) monomer, divinilbenzen (DVB) ise çapraz bağlayıcı olarak kullanıldı. İlk olarak, polimerizasyon karışımındaki MAPA ve DVB miktarının yüzey hidrofobisitesine katkısı araştırıldı. Cam yüzey farklı DVB-MAPA oranları kullanılarak poli(DVB-MAPA) film ile kaplandı. Poli(DVB-MAPA) kaplı yüzeylerin su ile yaptıkları temas açıları ölçüldü. En yüksek temas açısı 940 olarak belirlendi. Elde edilen poli(DVB-MAPA) film kaplı yüzey FTIR, XPS, SEM ve temas açısı analizleri ile karakterize edildi. Poli(DVB-MAPA) içeren süperhidrofobik yüzey 1,4 bütandiol varlığında MAPA ve DVB'nin UV polimerizasyonu ile hazırlandı. 1,4 bütandiol miktarının yüzey hidrofobisitesine katkısı araştırıldı. Poli(DVB-MAPA) içeren süperhidrofobik yüzeyler SEM ve temas açısı analizleri ile karakterize edildi. Süperhidrofobik yüzeyin temas açısı 1620, yüzey serbest enerjisi ise 37,34 mN/m olarak belirlendi. Ayrıca poli(DVB-MAPA) içeren süperhidrofobik yüzeyin asit, baz, sıcaklık ve gün ışığı dayanım testleri yapıldı.

In this study, a superhydrophobic coating with micro/nano roughness was prepared on glass surface. The superhydrophobic surface was obtained by coating the glass surface with poly(divinylbenzene-N-methacryloyl-amido-L-phenylalanine ethyl ester) [poly(DVB-MAPA)] polymer. N-methacryloyl-amido-L-phenylalanine ethyl ester (MAPA) and divinylbenzene (DVB) were used as a monomer and a cross-linker, respectively. Firstly, the effect of the amount of MAPA and DVB on the surface hydrophobicity was investigated. The glass surfaces were coated with poly(DVB-MAPA) films in variable DVB to MAPA ratios. The water contact angles of the poly(DVB-MAPA) films on glass surfaces were measured. The highest contact angle was determined as to 940. The surface was also characterized with FTIR, XPS and SEM analyzes. To obtain superhydrophobic surface from poly(DVB-MAPA) polymer, MAPA and DVB were polymerized in the existance of 1,4 butanediol by using UV photopolymerization technique. The poly(DVB-MAPA) superhydrophobic surface was characterized with SEM analysis and contact angle measurements. The water contact angle of the superhydrophobic surface was determined as to 1620. The surface free energy was calculated as 37,34 mN/m. In addition, the stability of the prepared superhydrophobic surface to acids, bases, temperature and daylight was evaluated.