Факторы, влияющие на антиадгезионные свойства фторуглеродных покрытий на полиэтилентерефталате
Елинсон В.М., Щур П.А., Ходырев Т.В.
Ключевые слова: антиадгезионные покрытия, антимикробные покрытия, ионно-плазменные технологии, фторуглеродные плёнки, полимерные материалы.
Аннотация
В настоящее время полимерные материалы составляют существенную часть всех изделий, используемых в науке и технике. При взаимодействии с окружающей средой у полимеров ухудшаются эксплуатационные и функциональные свойства. Одним из наиболее значимых отрицательных факторов является биодеструкция, на долю которой приходится более 20% всех повреждений. Биодеструкция - это разрушение органического материала под воздействием организмов, в частности микроорганизмов (бактерии и плесневые грибы). К основным признакам биодеструкции полимеров можно отнести: снижение механической прочности, потускнение поверхности, изменение диэлектрических свойств, изменение формы, набухание и другие.Известно, что 95-99% микроорганизмов обитают не изолировано, а в составе микробных сообществ – биоплёнок. Биопленка – это множество микроорганизмов, характеризующееся клетками, прикрепленными к поверхности и друг к другу, окружены синтезированным ими же матриксом из внеклеточных полимерных веществ. Этапы развития биоплёнок: 1 – первичное прикрепление к поверхности (адгезия), 2 – окончательное прикрепление (необратимое), 3 – созревание, 4 – рост и 5 – дисперсия (выброс бактерий). Таким образом, для предотвращения формирования биопленки целесообразно воздействовать на первый этап развития биоплёнок, то есть на первоначальную адгезию бактерий к поверхности. Антиадгезионные покрытия являются более перспективным способом борьбы с микроорганизмами, чем удаление образовавшейся биоплёнки, поскольку во многих областях, где применяются полимеры, нет возможности произвести очистку поверхности материала от биоплёнки.
Формирование антиадгезионных покрытий на поверхности полимера происходит с помощью ионной обработки и последующего нанесения двухкомпонентной газовой смеси, содержащей углеводородный компонент C6H12 (циклогексан - компонент для нанесения пленок) и фторуглеродный компонент CF4 (тетрафторметан - компонент для травления). Нанесения данного покрытия происходит с различным соотношением данных компонентов. Особое внимание в данной работе уделяется области «переходных» процессов (от 30% до 60% содержании CF4 в газовой смеси CF4+C6H12), поскольку в данной области наблюдаются повышенные антиадгезионные свойства.
К факторам, определяющим антиадгезионные свойства относится: химический состав (на поверхности полимера создаётся не питательная для микроорганизма среда), поверхностный заряд (создаётся одноименный по отношению к микроорганизму заряд, благодаря чему происходит кулоновское отталкивание микроорганизма от поверхности полимера), а также специфический рельеф (расстояние между ближайшими пиками неоднородности рельефа меньше диаметра микроорганизма, по этой причине микроорганизму затруднительно адгезироваться к поверхности).
Целью работы является исследование основных факторов, влияющих на появление антиадгезионных свойств у фторуглеродных покрытий на поверхности полиэтилентерефталата, в частности химического состава, поверхностного заряда, а также рельефа поверхности.
Factors affecting the antiadhesive properties of fluorocarbon coatings on polyethylene terephthalate
Elinson V.M., Shchur P.A., Khodyrev T.V.
Keywords: antiadhesive coatings, antimicrobial coatings, ion-plasma technologies, fluorocarbon films, polymer materials.
