Гидрофобизирующие составы: Купить гидрофобизирующие составы глубокого проникновения

Содержание

ТР 107-00 Технические рекомендации по применению гидрофобизирующих составов / 107 00

Поддержать проект
Скачать базу одним архивом
Скачать обновления

ПРАВИТЕЛЬСТВО
МОСКВЫ

КОМПЛЕКС АРХИТЕКТУРЫ, СТРОИТЕЛЬСТВА,

РАЗВИТИЯ И РЕКОНСТРУКЦИИ

ГОРОДА

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по
применению

гидрофобизирующих

составов

ТР 107-00

Москва — 2004

Настоящие технические рекомендации представляют
практическое руководство по применению гидрофобизирующих составов «Аквастоп».

Технические рекомендации разработаны ГУП «НИИМосстрой»
(Ляпидевский Б.В., Ландер А.Ф., Клейман Т. А.) совместно с ФГУП «ГНИИХТЭОС»
(Шапатин А.С., Демидов И.В.) при участии ГУ «Мосстройлицензия» (Ю.П.
Емельянов).

При разработке Технических рекомендаций учтен опыт
обследований зданий и ремонта подвальных помещений зданий, гаражей и других
подземных сооружений.

В работе использованы результаты испытаний гидрофобизирующих
составов.

Гидрофобизирующие составы «Аквастоп»
различных марок изготавливаются производственной базой ФГУП «ГНИИХТЭОС» и ООО
«НТЦ Тетракон» (г. Москва).


Правительство Москвы

Комплекс архитектуры строительства, развития и
реконструкции города

Технические рекомендации по применению
гидрофобизирующих составов

ТР 107-00 вводятся впервые

1.1. Настоящие рекомендации распространяются на
применение отечественных гидрофобизирующих составов «Аквастоп-К» и «Аквастоп-С»
для объемной и поверхностной обработки строительных материалов конструкций и
сооружений.

1.2. Гидрофобизирующие составы «Аквастоп-К» и
«Аквастоп-С» могут использоваться при строительстве подземных частей зданий и
сооружений, а также при ремонте и реконструкции зданий с кирпичными стенами.

1.3. Настоящие рекомендации распространяются на следующие
работы:

— применение гидрофобизаторов «Аквастоп» при
отсутствии высолов для предотвращения их появления;

— применение гидрофобизаторов «Аквастоп» при наличии
высолов.

1.4. Технические рекомендации разработаны с учетом
требований всех действующих нормативных документов.



Разработаны ГУП «НИИМосстрой», ФГУП «ГНИИХТЭОС»

Утверждены:

Начальник Управления экономической, научно-технической
и промышленной политики в строительной отрасли

А.И. Воронин

Дата введения в действие

1 февраля 2001 г.

«10» января 2001 г.

1.5. При производстве работ с применением
гидрофобизирующих составов необходимо обеспечить:

— строгое соблюдение технологической
последовательности при выполнении рабочих операций;

— наличие гигиенического заключения;

— наличие паспортов, маркировки и прочих документов,
подтверждающих качество продукции;

— своевременность отбора проб материалов для проверки
лабораторией;

— качество выполняемых работ.

2.1. Гидрофобизирующие жидкости «Аквастоп» должны
соответствовать требованиям действующих технических условий и технологическому
регламенту ООО «НТЦ Тетракон».

2.2. Сырье, применяемое для изготовления гидрофобизатора,
должно соответствовать требованиям действующих нормативных документов.

2.3. Гидрофобизирующая жидкость «Аквастоп-К» представляет
собой 40 — 45 % водный раствор метилсиликоната калия, а «Аквастоп-С» — 4,0 -
4,4 % водноорганический раствор метилсиликоната калия.

2.4. Составы должны соответствовать следующим
требованиям:

— обладать гидрофобизирующими свойствами для
прекращения капиллярного подсоса;

— при нанесении на обрабатываемую поверхность не
образовывать глянцевую пленку, обеспечивать высокую паропроницаемость;

— препятствовать загрязнению и образованию желтизны;

— обладать долговечностью и стойкостью к воздействию
ультрафиолетовых лучей, водорастворимых солей, атмосферных осадков.

Физико-химические показатели
рекомендуемых гидрофобизаторов представлены в табл. 1.

Таблица 1







№
п/п

Показатель

Норма для

Метод испытаний

«Аквастоп-К»

«Аквастоп-С»

1

Внешний вид

Жидкость от
светло-желтого до коричневого цвета

ГОСТ
20841. 1-75*

2

Массовая доля кремния, %

8,2 — 9,2

0,8 — 0,9

ГОСТ 20842.2-89

3

Щелочность (в пересчете на
КОН), % мас.

20,0 — 23,0

2,0 — 2,3

ТУ
2229-003-11421207-00

4

Плотность, г/см3

1,24 — 1,32

0,95 — 1,02

ГОСТ
18995. 1-73*

3.1. Применение гидрофобизирующих жидкостей для
предотвращения появления высолов.

Предотвращение появления высолов обеспечивается:

— снижением влажности материалов и исключением
повторного увлажнения;

— повышением плотности материала, уменьшением его
капиллярной пористости и проницаемости;

— ограничением содержания в материалах растворимых
соединений;

— приданием материалу гидрофобных свойств.

3.1.1. Попадание воды в кирпичную кладку, вызывающее
разрушение, может быть предотвращено за счет поверхностной обработки
гидрофобизатором «Аквастоп», который снижает водопоглощение поверхности в 7
раз.

3.1.2. Обработке подвергается готовое здание.

3.1.3. Водный рабочий раствор «Аквастоп-К» готовится в
условиях строительства; его разбавляют водой по объему в 20 раз.

Водно-органический раствор «Аквастоп-С» поставляется
готовым к употреблению.

3.1.4. При возведении кирпичной кладки в зимнее время
необходимо использовать цементные растворы с добавками, не содержащими хлоридов
(типа ОЦ-12), не вызывающими коррозии арматуры и не образующими высолы. ОЦ-12
добавляется в небольших количествах (10 г на 1 кг цемента). Поскольку
гидрофобизирующие добавки зимой не обеспечивают защитного эффекта, следует
применять гидрофобизированный кирпич.

3.1.5. Обрабатываемая поверхность тщательно очищается от
загрязнений.

3.1.6. Рабочий раствор «Аквастопа» наносится в 1 — 2 слоя
(«мокрое» на «мокрое») вручную кистью или в 1 прием механизированным способом
(пистолетом, опрыскивателем). Расход состава «Аквастоп-К» при обработке
кирпичной поверхности составляет — 65 — 80 г/м2, или 1,0 — 1,2 л/м2
рабочего раствора (в зависимости от пористости кирпича).

3.2. Применение гидрофобизирующих жидкостей при наличии
высолов.

3.2.1. В процессе строительства и эксплуатации зданий на их
поверхностях могут появляться высолы вследствие выноса на поверхность и
кристаллизации солей, содержащихся в материалах, что вызывает загрязнение и
разрушение поверхности.

3.2.2. Требования к керамическому кирпичу, к кладочным
растворам приводятся в «Технических рекомендациях по предотвращению, очистке и
защите зданий и сооружений от неорганических и органических загрязнений»
(НИИЖБ, 1998 г.).

3.2.3. Технология очистки кирпичной кладки разработана ГУП
«Центр Энлаком» и ГУП «НИИМосстрой» «Рекомендация по очистке от высолов фасадов
зданий из облицовочного кирпича» 1999 г.

3.2.4. На кирпичной кладке образуются как растворимые, так
и нерастворимые соли. К растворимым солям относятся нитриты, нитраты, хлориды,
сульфаты и т.д. При помощи гидрооксида бария и соли гексофторсиликата
магния водорастворимые соли могут превращаться в нерастворимые или труднорастворимые
соли. Нерастворимые соли следует удалять химическими методами. Для этого
подбирают специальные смывки, в состав которых входят кислоты и
поверхностно-активные вещества, растворяющие высолы. После удаления высолов с
поверхности кирпичную кладку необходимо защитить от проникновения влаги. Для
этого применяются гидрофобизаторы.

3.2.5. Перед началом очистки поверхности должны быть
выполнены следующие работы:

— устроена кровля и карнизные навесы, козырьки над
входами, гидроизоляция балконов, лоджий, цоколя и отмостки;

— устроены металлические сливы по выступающим
архитектурным деталям и окнам, а также водосточные трубы, воронки, лотки для
отвода воды;

— заполнены и расшиты швы кирпичной кладки;

— просушены стены.

3.2.6. Удаление высолов с поверхностей кирпичной кладки.

Технология очистки кирпичной кладки от высолов
включает в себя:

— промывание поверхности водой;

— обработку очистителями;

— промывание водой для нейтрализации кислот;

— сушку;

— пропитку гидрофобизатором.

3.2.6.1. При удалении высолов с небольших площадей промывание
осуществляют вручную кистью.

С больших площадей высолы удаляют распылением воды
шлангом.

Обработка производится до насыщения поверхностного
слоя водой.

3.2.6.2. Удаление высолов очистителями производят по мокрому
основанию.

Для очистки применяются такие составы, как «Дескалер
30», «Спец» и «Дескалер М», а также «Очиститель фасадный» и др. Перед
применением концентраты очистителей разводят водой в соотношении 1:10. На
мокрую поверхность кирпичной кладки наносят очиститель, выдерживают его 3 — 5
мин., после чего очищают жесткими щетками или грубой тканью и смывают водой.
Очистку повторяют до полного удаления солей. Расход очистителей зависит от
количества и состава солей и составляет 100 — 400 мл/м2. По окончании
работ поверхность необходимо промыть водой для нейтрализации кислот.

3.2.7. Пропитка гидрофобизатором «Аквастоп-К».

Для пропитки очищенных поверхностей рекомендуется
гидрофобизатор «Аквастоп-К».

Гидрофобизатор «Аквастоп-К» разводят водой в объемном
соотношении 1:20. Приготовленный гидрофобизатор должен быть израсходован в
течение 8 ч. При использовании в течение большего времени его следует хранить в
герметично закрытой таре без доступа воздуха.

Пропитку осуществляют вручную кистью или механизированным
способом. Сразу после нанесения производится вторичная обработка
гидрофобизатором.

Расход гидрофобизатора — 65 — 80 г/м2
(рабочий раствор 1000 — 1200 мл/м2).

Пропитку гидрофобизатором производят при температуре
воздуха от +5 до +30 °С. Через 24 ч после нанесения при температуре 20 °С и
относительной влажности воздуха 60 % покрытие способно противостоять сильному
дождю.

3.2.8. Защита строительных конструкций от поражения
грибками.

Развитию грибков способствует увлажнение строительных
конструкций протечками, конденсатом и т.д. Поражение грибками проявляется в
виде образования черной плесени, вздутия покрытия и его разрушения до состояния
сухой осыпающейся массы. При ремонте и реконструкции старых зданий, многие из
которых заражены грибками, следует вводить в состав раствора или штукатурки
биоцидную добавку.

4.1. Производственный контроль включает в себя
периодические испытания исходного сырья и готовой продукции, проводимые не реже
1 раза в полгода.

4.2. Отбор и
подготовка проб изготовителем и проверка ее качества потребителем
осуществляется в соответствии с ТУ 2229-003-11421207-00.

4.3. Приемо-сдаточные испытания включают испытания каждой
партии по всем показателям качества (см. табл. 1 настоящих ТР и ТУ п. 4.2).

4.4. При получении неудовлетворительных результатов приемосдаточных
испытаний по какому-либо показателю, из указанных в табл. 1, повторные испытания — удвоенного количества проб.

4.5. Приемку гидрофобизатора «Аквастоп» производят
партиями. За партию принимают любое количество гидрофобизатора, полученное от
одной или нескольких технологических операций и сопровождаемое одним документом
о качестве. При транспортировании гидрофобизатора в цистернах за партию
принимают каждую цистерну.

4.6. При получении неудовлетворительных результатов
анализа по одному из показателей проводят повторные испытания из средней пробы,
взятой из удвоенной выборки. Результаты повторных испытаний являются
окончательными и распространяются на всю партию.

4.7. При несоответствии нормам гидрофобизатор комплектуют
с другими партиями в зависимости от отклонений (для повышения или понижения
доли кремния, щелочности, плотности), подбирается соответствующая партия или
изготавливается с изменениями по этим показателям.

4.8. По требованию потребителя предприятие-изготовитель
сообщает результаты всех приемо-сдаточных испытаний гидрофобизатора «Аквастоп».

4.9. Контрольные испытания гидрофобизатора «Аквастоп»
должны быть проведены потребителем до окончания гарантийного срока.

4.10. Каждая партия гидрофобизатора, поставляемая в один
адрес, сопровождается документом о качестве, в котором указывается:
наименование предприятия-изготовителя, его товарный знак и адрес, номер партии
и дата погрузки, гарантийный срок хранения, соответствие ТУ.

4.11. При проверке качества гидрофобизатора «Аквастоп»
должны применяться только методы, приведенные в табл. 1
ТУ 2229-003-11421207-00 и настоящих технических рекомендаций.

4.12. Гидрофобизатор «Аквастоп» упаковывают в стальные
бочки (ГОСТ 6247-79*
и ГОСТ 13950-91*)
вместимостью 100 и 200 дм3 или в полимерную тару вместимостью 1, 3,
5, 10, 20, 40 — 60 дм3.

Тара перед заполнением должна быть сухой и чистой. При
использовании тары повторно ее пропаривают, моют и сушат.

4.13. Маркировку потребительской тары проводят по ГОСТ 9980.4-86*Е.
Маркировку транспортной тары — по ГОСТ 14192-96 с нанесением знаков «Верх», «Герметичная упаковка».

4.14. На каждое грузовое место наносят знак степени
опасности груза по ГОСТ
19433-88, классификационный шифр
8213.

4.15. Гидрофобизатор «Аквастоп» транспортируют
автомобильным и железнодорожным транспортом в соответствии с правилами
перевозок, действующими на каждом виде транспорта, и в соответствии с ГОСТ 9980.5-86Е.

4.16. Гидрофобизатор «Аквастоп» хранят в таре изготовителя
или потребителя в закрытых складских помещениях, исключающих попадание прямых
солнечных лучей при температуре от -10 до +40 °С.

5.1. Гидрофобизатор «Аквастоп» (концентрат) представляет
собой водный раствор метилсиликоната калия.

Метилсиликонат калия при отсутствии растворителя
(воды) представляет собой твердое белое кристаллическое вещество.

По степени токсичности гидрофобизатор «Аквастоп»
относится к 3 классу опасности в соответствии с ГОСТ
12.1.007-76* — вещества умеренно опасные.

5.2. Гидрофобизатор «Аквастоп» обладает сильным
раздражающим действием на кожные покровы и слизистую оболочку глаз. При
попадании гидрофобизатора «Аквастоп» на кожу необходимо обмыть пораженный
участок струей воды, затем сделать примочку из 5 % раствора уксусной или
лимонной кислоты. При попадании в глаза — необходимо промыть большим
количеством воды и немедленно обратиться к врачу.

5.3. Гидрофобизатор «Аквастоп» содержит щелочной реагент
(щелочность в пересчете на КОН до 23 %), поэтому рекомендуется нормировать его
содержание в воздухе рабочей зоны на уровне 0,5 кг/м3.

5.4. Гидрофобизатор «Аквастоп» взрывобезопасен и негорюч.

6.1. Защита окружающей среды обеспечивается герметизацией
технологического оборудования.

6.2. Разлитый гидрофобизатор засыпают сухим песком и
собирают в отдельную емкость для вывоза на полигон захоронения в установленном
порядке. Остатки гидрофобизатора смывают водой. При контакте с воздухом
гидрофобизатор карбонизируется с образованием соды и нейтрального полимера.

6.3. Щелочная часть органосиликонатов, пропитавших
строительный материал, при контакте с воздухом также превращается в соду или
поташ.

6.4. «Аквастоп-С» — пожаровзрывоопасный материал.

6.5. Гидрофобизатор «Аквастоп» не образует токсичных
соединений в воздушной среде в присутствии других веществ.

6.6. Гидрофобизатор «Аквастоп» при нормальных условиях
инертен, не оказывает раздражающего действия на кожу, слизистые оболочки глаз и
верхних дыхательных путей человека, не обладает комулятивным действием.

В рекомендациях приведены ссылки на
следующие нормативные документы

ГОСТ
12.1.007-76                     ССБ. Вредные вещества. Классификация и общие
требования безопасности

ГОСТ 12.4.021-75                ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ
9980.4-86Е                 Материалы
лакокрасочные. Маркировка

ГОСТ 9980.5-86Е                 Материалы
лакокрасочные. Транспортирование и хранение

ГОСТ 10674-82                    Вагоны-цистерны магистральных железных дорог колеи
1520 мм. Общие технические условия

ГОСТ 13950-91                    Бочки стальные сварные и закатные с гофрами на
корпусе. Технические условия

ГОСТ 14192-96                    Маркировка грузов

ГОСТ 18300-87                    Спирт этиловый ретифицированный технический.
Технические условия

ГОСТ 18995.1-73                 Продукты химические жидкие. Методы определения
плотности.

ГОСТ
19433-88                    Грузы опасные. Классификация и маркировка

ГОСТ 20841.1-75                 Продукты кремнийорганические. Методы определения
внешнего вида и механических примесей

ГОСТ 20841.2-75                 Продукты кремнийорганические. Методы определения
массовой доли кремния

ГОСТ 21650-76                    Средства скрепления тарно-штучных грузов в
транспортных пакетах. Общие требования

ГОСТ 22477-77                    Средства скрепления транспортных пакетов в крытых
вагонах. Общие технические требования

ТУ 6-02-696-76                     Жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11

ТУ 6-09-2540-72                   Кислота
соляная (фиксанал)

ТУ 6-09-4711-81                   Кальций
хлористый

ТУ 6-09-5360-87                   Индикатор
фенолфталеин

ГОСТ 12.1.004-91*              ССБТ. Пожарная безопасность

ГОСТ 12.3.002-75*              ССБТ. Процессы
производственные. Общие требования безопасности.

ГОСТ 12.3.009-76*              ССБТ. Работы
погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ТУ 2229-003-11421207-00   Гидрофобизатор
силиконовый «Аквастоп»

СОДЕРЖАНИЕ


1. Общие положения. 1

2. Технические требования. 2

3. Применение гидрофобизирующих
жидкостей «аквастоп». 2

3.1. Применение гидрофобизирующих
жидкостей для предотвращения появления высолов. 2

3.2. Применение гидрофобизирующих
жидкостей при наличии высолов. 3

4. Технический контроль, приемка,
хранение и транспортирование гидрофобизатора «аквастоп». 4

5. Требования безопасности. 5

6. Охрана окружающей среды.. 5

Приложение А. Перечень нормативных
документов. 6

 















Гидрофобизаторы, профессиональная гидроизоляция водооталкивающей пропиткой

    org/BreadcrumbList»>

  • Главная
  • Материалы
  • Гидрофобизаторы

О том, что влага оказывает разрушительное воздействие на любую строительную конструкцию, знает любой специалист строительной области. Именно поэтому одной из наиболее актуальных задач для любой строительной организации и частного застройщика является защита строительных материалов от воздействия влаги. Строительный рынок предлагает решение этой проблемы, которое называется « гидрофобизатор».

Что такое «гидрофобизатор», его особенности

Гидрофобизатор, или водоотталкивающая пропитка , является ничем иным, как вспомогательной добавкой к строительным материалам (в частности — к бетону), которая способна:

  • улучшить их гидрофобные характеристики;
  • увеличить их эластичность;
  • исключить появление высолов;
  • свести к минимуму расслоение растворов;
  • повысить невосприимчивость к воздействию внешних сред.

Гидрофобизирующую жидкость добавляют в раствор бетона ещё на стадии строительства. Помимо этого, её можно использовать в процессе проведения ремонтных работ.

Гидрофобизирующая пропитка изготавливается из органического вяжущего, способного образовывать тонкую плёнку, покрывающую конструкцию. Она закрывает поры бетона, тем самым исключая попадание влаги внутрь. Гидрофобизирующие составы используются не только для защиты разных видов бетона, но и для керамической плитки, поверхностей из дерева, натурального и искусственного камня.

Преимущества гидрофобизаторов

Строительный рынок пестрит предложениями гидрофобизаторов, которые предназначены для разных материалов и целей. В зависимости от этого они имеют разные характеристики. Что касается гидрофобизации бетона, то она осуществляется на молекулярном уровне и позволяет:

  • исключить процессы деструкции бетонных конструкций, а также коррозии его арматуры;
  • свести к минимуму загрязнения, включая и налипание смога;
  • исключить возможность нанесения вандалами граффити, способных испортить эстетику фасадов;
  • обеспечить экономный расход грунтовки и лакокрасочных составов;
  • сохранить возможность бетона пропускать воздух;
  • улучшить защиту от воздействия низких температур;
  • положительно повлиять на огнезащитные характеристики;
  • упростить проведение гидроизоляционных работ и свести затраты на них к минимуму.

Куда обращаться?

Провести гидрофобизацию бетонных поверхностей в удобное для Вас время готовы специалисты компании «ИМС-КОНСТРУКТ»! После проведения работ эти поверхности будут сохранять свою функциональность и эстетику не менее тридцати лет! В случае, если Вы закажете глубинную пропитку, то эффект сохранится до конца эксплуатационного периода. Вас заинтересовало наше предложение? Звоните: +7 (916) 056-86-19!

Закажите Бесплатный осмотр объекта

Просто заполните поля формы и отправьте ее нам

Я даю согласие на обработку персональных данных в соответствии с законом № 152-ФЗ «О персональных данных»

Гидрофобный – определение и примеры

Гидрофобный

прил.

/ haɪdɹəfəʊbɪk/

Отсутствие сродства к воде; нерастворим в воде; отталкивающая воду. Примером может служить гидрофобный лист лотоса, отталкивающий воду.

Содержание

Гидрофобный Определение

Боязнь смешивания или реакции с водой при заданном наборе параметров реакции часто называют гидрофобным . В общих науках способность вещества отталкивать воду называется гидрофобность .

Что означает гидрофобность? Слово «гидрофобность» происходит от двух греческих слов « гидро », что означает « вода », и « фобос », что означает « страх ». В биологии и химии термин « гидрофобный » описывает вещества, которые часто проявляют свойство гидрофобности, известные как гидрофобные вещества.

Что делает молекулу гидрофобной? Эти типы молекул неполярны. И поэтому, если вас спросят, «Являются ли неполярные молекулы гидрофобными или гидрофильными?» Именно, неполярные молекулы не стремятся иметь отдельные заряды, следовательно, не образуются положительные и отрицательные полюса. Более того, можно сделать вывод, что электрические заряды в неполярных молекулах равномерно распределены по всей молекуле. Учеными очень хорошо показано, что «подобное растворяется в подобном». Следовательно, гидрофобные вещества смешиваются с неполярными жидкостями, которые в основном являются органическими растворителями. Является ли вода гидрофобной? Здесь стоит отметить, что вода полярна, поэтому связь между водой и гидрофобными молекулами очень незначительна. Помимо гидрофобных материалов в литературе упоминается несколько супергидрофобных материалов [1].

Супергидрофобные материалы обычно имеют угол контакта с водой более 150 градусов и, таким образом, они устойчивы к смачиванию (способность жидкости поддерживать контакт с твердой поверхностью). Однако супергидрофобность молекул называют не химическим свойством вещества, а результатом межфазного натяжения. Форма, образованная каплями воды на гидрофобных материалах, называется 9.0013 Эффект лотоса . Наиболее распространенные примеры эффекта лотоса можно легко увидеть как появление капель воды на поверхности листьев лотоса, и это также используется в текстильной технике для целей самоочищения [2].

Биологическое определение:
Гидрофобный означает отсутствие сродства к воде; нерастворим в воде; отталкивающая воду. Примеры гидрофобных молекул включают алканы, масла, жиры и сальные вещества в целом. Сравните: гидрофильный

Примеры гидрофобных молекул

Различные гидрофобные вещества можно найти как в бытовом, так и в промышленном секторе. Алканы, масла, жиры, жирные соединения и большинство органических соединений имеют гидрофобную природу. Применение гидрофобных веществ включает удаление нефти из водных растворов, ликвидацию разливов нефти и процесс химического разделения для отделения неполярных элементов от полярных. Очень распространено наблюдение, что когда масло или жиры смешиваются с водой, образуются два отдельных слоя, которые не смешиваются друг с другом из-за того, что вода полярна, а жиры и гусиные жиры неполярны, особенно гидрофобны.

Рисунок 1: Эффект лотоса (a) Лист лотоса (b) СЭМ-изображения микрососочков на листе лотоса (c) изображение воды на листе лотоса (d) Микро- и наномасштаб сосочков на листе лотоса (воспроизведено из Boung Wei Chieng , 2019, Функционализация оксида графена с помощью гамма-облучения гидрофобных материалов). Источник.

Примеры гидрофобности можно найти как у животных, так и у растений. Многие растения гидрофобны по своей природе, что свидетельствует о наличии гидрофобных покрытий на поверхности листьев. Основная задача покрытия — избежать поглощения воды и дождя листьями, которые в основном прерывают поступление питательных веществ. В растениях поток нитритов основан на потоке воды от корней к листьям. Следовательно, если поверхность листьев не гидрофобна, то процесс осмоса и, следовательно, осмотическое давление будут нарушены, что сильно повлияет на питание растений. Явление гидрофобности над листом лотоса было продемонстрировано на рисунке 1. Кроме того, SEM-изображение микрососочков на листе лотоса также показано на том же рисунке, что и части (b) и (c).

У птиц процесс гидрофобности не менее важен. Гидрофобная природа тел и перьев птиц предотвращает проникновение воды в их тела, тем самым предотвращая чрезмерное увеличение веса и помогая им в плавном полете.

Гидрофобные и гидрофильные вещества

Что такое гидрофильные? Гидрофильные вещества представляют собой влаголюбивые молекулы, которые по своей природе полярны. Они легко растворяются в воде, и примерами таких веществ являются сахар, соль, крахмал и целлюлоза. Степень, с которой поверхность гидрофильных молекул притягивает молекулы воды, называется гидрофильность .

С другой стороны, гидрофобные, как объяснялось ранее, обладают водоотталкивающими свойствами и, таким образом, из-за своей неполярной природы не смешиваются с водой. -Ch4, -Ch3-Ch4, -R-C6H5 и C2h3 являются одними из наиболее распространенных химических групп, встречающихся в гидрофобных веществах, в то время как -OH, -COO- и -NH- являются некоторыми химическими соединениями, встречающимися в гидрофильных веществах.

Гидрофобный и липофильный

Часто можно увидеть, что такие термины, как гидрофобный и липофильный, используются вместе, но эти два слова отражают очень разные понятия. Гидрофобные вещества — это водоотталкивающие вещества, а липофильные — жиролюбивые молекулы. В различной литературе можно увидеть, что большинство гидрофобных веществ имеют липофильную природу, за исключением силиконов и фторуглеродов.

Гидрофобные взаимодействия

Отношения между водой и гидрофобами хорошо описаны в рамках гидрофобных взаимодействий. Относительное смешивание воды с жиром — очень удобный пример такого взаимодействия. Термодинамика гидрофобных взаимодействий утверждает, что при попадании гидрофобного вещества в водную среду водородные связи в молекуле воды разрываются, освобождая место для гидрофобного вещества, но это не означает, что молекула воды будет реагировать с гидрофобными материалами. Более того, для разрыва прочной водородной связи системе необходимо передать тепло, и поэтому реакция является эндотермической. Образуются новые водородные связи, которые формируют подобную льду структуру клетки, известную как клатратная клетка вокруг поверхности гидрофоба. Такая ориентация клатратной клетки делает систему более структурированной, а общая энтропия (мера неупорядоченности) системы снижается. Кроме того, сила гидрофобных взаимодействий зависит от температуры, количества атомов углерода, присутствующих в гидрофобной молекуле, а также от формы и размеров гидрофобной молекулы [3].

Биологическое значение гидрофобных взаимодействий

Гидрофобные взаимодействия очень важны для сворачивания белка, что делает его стабильным и биологически активным. Взаимодействия дадут белку возможность уменьшить свою поверхность и избежать нежелательных взаимодействий с молекулой воды. Точно так же фосфолипидные двухслойные мембраны, присутствующие в каждой клетке человеческого тела, также зависят от гидрофобных взаимодействий для их выживания и оптимального функционирования.

Преимущества гидрофобов

Использование гидрофобных веществ для бытового и промышленного применения имеет много преимуществ. Гидрофобы обычно представляют собой низкоэнергетические поверхностные материалы, устойчивые к смачиванию и обладающие повышенной коррозионной стойкостью. Такие вещества используются для улучшения приборов обнаружения влаги и для предотвращения загрязнения влагой обогревательных трубок и аналитических систем переноса проб. Кроме того, гидрофобы также используются в системах медицинской диагностики ВЭЖХ с улучшенным разделением и коррозионной стойкостью. Аналогичным образом гидрофобные поверхности используются в красках против биологического обрастания для обуви, рафинировании металлов, грязеотталкивающих тканях, разделении масла и воды, в текстильной промышленности и производстве огнезащитной и водонепроницаемой одежды [4].

Измерение гидрофобности

Гидрофобность можно измерить с помощью различных аналитических методов, таких как гидрофобная хроматография , измерение краевого угла и измерение бенгальской розы . Здесь стоит отметить, что идентификация групп, присутствующих в частице, очень важна при измерении гидрофобности. Наиболее частым методом, который использовался для расчета гидрофобности поверхности, является расчет краевого угла между каплями воды и самой поверхностью. Контактный угол более 90 градусов обычно поддерживается каплей воды, стекающей по гидрофобной поверхности и сохраняющей сферическую форму. Более того, супергидрофобные материалы обладают относительно большим краевым углом, превышающим 150 градусов.

Рисунок 2: Контактный угол воды на гидрофильных и гидрофобных поверхностях (воспроизведено из Boung Wei Chieng, 2019, Функционализация оксида графена с помощью гамма-облучения гидрофобных материалов). Источник.

При контакте с гидрофильными поверхностями капли воды растекаются далеко, а краевой угол, как правило, мал и составляет менее 9°.0 градусов. Контактный угол воды между каплей воды и различными поверхностями показан на рис. 2. Для супергидрофильных угол составляет менее 5 градусов, для гидрофильных угол составляет менее 90 градусов, а для гидрофобных и супергидрофобных угол составляет 90°. 150 градусов и 150-180 градусов соответственно. Можно сделать вывод, что чем больше краевой угол между каплей воды и гидрофобами, тем сильнее взаимодействие жидкость-жидкость, а не взаимодействие жидкости с поверхностью, что делает поверхность гидрофобной [5].

Заключение

Можно сделать вывод, что гидрофобными являются вещества, не смешивающиеся с водой. Гидрофобы смешиваются с неполярными жидкостями, которые в основном представляют собой органические растворители. Вода представляет собой полярную молекулу, поэтому связь между водой и гидрофобными веществами очень мала, и поэтому при контакте они образуют два отдельных и отчетливых слоя друг с другом. Алканы, масла, жиры и жирные соединения гидрофобны по своей природе. Процесс гидрофобности можно обнаружить как у растений, так и у птиц. У растений прерывание потока питательных веществ предотвращается наличием гидрофобного слоя на поверхности листьев, препятствующего проникновению через них воды. Следовательно, поток воды остается от корня к верхушке растения, неся необходимые питательные вещества из почвы к месту назначения. Точно так же у птиц гидрофобность предотвращает попадание воды в тела птиц через перья, кожу и водных животных, что в конечном итоге предотвращает их избыточный вес и способствует их плавному полету. Кроме того, измерение гидрофобности можно выполнить путем расчета краевого угла между каплей воды и поверхностью гидрофобного материала. Контактный угол более 90 градусов обычно поддерживается каплей воды, стекающей по гидрофобной поверхности и сохраняющей сферическую форму. Более того, супергидрофобные материалы обладают относительно большим краевым углом, превышающим 150 градусов.

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о термине «гидрофобный».

Викторина

Выберите лучший ответ.

1. Что такое гидрофобность?

Водолюбивый

Водорастворимый

Водоотталкивающий

Водолюбивый

2. Что из перечисленного является гидрофобным?

Моющие средства

Целлюлоза

Крахмал

Фосфолипиды

3. Что из следующего иллюстрирует важность гидрофобности?

У растений гидрофобный слой на поверхности листа помогает предотвратить потерю воды

Гидрофобные перья птиц отталкивают воду и, таким образом, помогают им оставаться легкими

Гидрофобная область плазматической мембраны помогает предотвратить легкий доступ полярных молекул, в том числе вода.

Все вышеперечисленное

4. Угол смачивания супергидрофобной поверхности

5 градусов

90 градусов

120 градусов

180 градусов

5. Что из перечисленного является признаком гидрофобного вещества?

неполярный

полярный

контактный угол 3 градуса

сильное сродство к молекулам воды

Отправьте результаты (необязательно)

Ваше имя

На электронную почту

Next

Настройка гидрофобного состава анионообменных мембран на основе терполимеров для баланса проводимости и стабильности

Настройка гидрофобного состава анионообменных мембран на основе терполимеров для баланса проводимости и стабильности†

Ёсихиро
Одзава, и

Юто
Ширасе, и

Кандзи
Оцудзи и
и

Кенджи
Миятаке
* до н. э.

Принадлежности автора

*

Соответствующие авторы

и

Междисциплинарная высшая школа медицины и инженерии Университета Яманаси, 4 Такеда, Кофу, Яманаси 400-8510, Япония

б

Центр наноматериалов топливных элементов, Университет Яманаси, 6-43 Миямаэ-чо, Кофу 400-0021, Япония

Электронная почта:
miyatake@yamanashi. ac.jp

с

Центр исследования чистой энергии, Университет Яманаси, 4 Такеда, Кофу, Яманаси 400-8510, Япония

д

Кафедра прикладной химии, Университет Васэда, Токио 169-8555, Япония

Аннотация

Мы разработали и синтезировали новые анионпроводящие полимеры на основе терполимеров, в которых было подробно исследовано влияние гидрофобного состава на свойства мембраны.