Новости химической науки > Ультратонкие полиэтиленовые пленки

Создание ультратонких слоев пластика всегда привлекало внимание как ученых, так и инженеров. Подобные пленки могут найти применение в создании защитных покрытий.

В исследовательской группе Штефана Мекинга (Stefan Mecking) из Университета Констанца разработали новый метод получения ультратонких складчатых слоев. Новые пленки были получены из индивидуальных предварительно полученных нанокристаллических строительных блоков .

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4509

Обычный метод производства ультратонких полимерных пленок (толщиной меньше, чем 0.1 мкм) начинается с нанесение разбавленного раствора полимера в органическом растворителе на поверхность. Для разрушения кристаллической структуры полимера и перевода его в раствор зачастую требуется высокая температура. Упорядоченный кристаллический слой образуется после охлаждения или упаривания растворителя.

В группе Мекинга был реализован принципиально другой подход, позволяющий обходиться без органических растворителей и выполнять все операции при комнатной температуре. Исследователи выбрали полиэтилен, полимер о котором, наверное, проще сказать, где он не применяется. Полиэтилен безопасен для организма, практически безвреден для окружающей среды, однако ультратонкие пленки полиэтилена пока еще ни разу не были получены.

Каталитическая полимеризация этилена на никелевых комплексах позволяет получить водные дисперсии кристаллических полимерных частиц. Частицы представляют собой индивидуальные разделенные кристаллы, состоящие из кристаллических пластинок размерами около 25 на 6 нм, окруженных аморфным слоем толщиной около 1 нм (аморфные домены на поверхности достаточно часто встречаются на поверхности кристаллов полимера). Капли водной дисперсии наносят на поверхности стекла и вращают со скоростью 2000 оборотов в минуту. Избыток жидкости удаляется за счет вращения, в результате чего образуется однородная пленка полиэтилена толщиной около 50 нм.

Успех нового метода заключается в наличии аморфного домена, окружающего монокристаллит полиэтилена. Хотя в этот домен входит лишь малая часть всего полимера, эти домены отвечают за взаимодействие различных частиц друг с другом и объединение их в единую пленку.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4509; doi: 10.1002/anie.200801028

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы, #химия полимеров