Получение гидрофильных поверхностей
Кремнезем — одно из немногих веществ в природе, способных полностью смачиваться водой. Он становится гидрофобным только тогда, когда покрывается мылообразующими многозарядными ионами металлов или органическими основаниями. Наблюдаемая повсюду смачиваемость песков морских побережий подтверждает, что поверхность кремнезема имеет гидрофильный характер.
Способность поверхности смачиваться водой важна и при печати литографским способом, когда печатающие поверхности, содержащие масляные чернила, должны быть гидрофобными и смачиваться чернилами, но непечатающие поверхности, » способные смачиваться водой, должны быть постоянно гидрофильными и очень устойчивыми от постепенного накопления на них масляных чернил. В этой области опубликовано множество патентов. Перенос масла, используемого при печати, предотвращается разбрызгиванием коллоидного кремнезема [588]. Гидрофильная природа печатных форм, используемых при «плоской печати» для размножения газет, поддерживается или восстанавливается за счет использования коллоидного кремнезема [589, 590]. Новый тип литографской печатной формы запатентован Марроном [591]: гидрофильная пленка коллоидного кремнезема удерживает дисперсное, поглощающее чернила вещество, которое выделяется на поверхности под давлением или при нагревании для образования печатающих зон. Аналогичное действие предусматривается при офсетной плоской печати [592].
Кенни [-593] показал ценность водных оксидных коллоидных систем для смачивания гидрофобных поверхностей водой. Он заявил, что некоторые такие системы могут смачивать любую из известных гидрофобных поверхностей без каких-либо химических реакций. Однако Айлер нашел, что смачивание с использованием золя кремнезема происходит на некоторых гидрофобных поверхностях только при низких значениях рН и при оптимальном размере частиц кремнезема. После того как изучаемую поверхность смачивали золем, промывали и высушивали, эта поверхность смачивалась повторно только потому, что на ней оставался адсорбированный монослой кремнеземных частиц, связанных с поверхностью. Вид связи зависит от разновидности гидрофобной поверхности. Например, металлическая поверхность, являющаяся гидрофобной вследствие адсорбированной пленки, состоящей из жирных кислот (смазки), становится гидрофильной в результате того, что кремнезем замещает некоторую долю жирной кислоты и оказывается связанным с оксидной поверхностной пленкой металла. Поверхность будет оставаться гидрофильной до тех пор, пока на ней в достаточной степени размещены частицы кремнезема. Такое ►
Явление имеет место главным образом при нейтральном или низких значениях рН и ускоряется в присутствии способных смешиваться с водой органических растворителей (например, спирта), которые помогают удалять жирную кислоту. j
С другой стороны, органические полимерные пленки, такие, как полиэфир или полиамид, оказываются гидрофобными, поскольку полярные группы обычно направлены внутрь, что не позволяет образоваться взаимным водородным связям. Когда же вводится золь кремнезема при рН 2—4, то амидные связи или концевые аминогруппы, если они имеются, поворачиваются наружу и образуют водородные связи с кремнеземом. В случае полиэфира коллоидный оксид алюминия оказывается наилучшим смачивающим реагентом, так как он вступает в - реакцию с карбоксильными концевыми группами. На поверхности политетрафторэтилена в реакции участвуют карбоксильные концевые группы фторкарбонового ПАВ, обычно применяемого в эмульсионной полимеризации, которые и обеспечивают смачивание коллоидными оксидами. Грот [594] заявил, что для того, чтобы получить пористую гидрофильную мембрану из политетрафторэтилена, коллоидный кремнезем следует вводить на поверхность полимера с тем, чтобы обеспечить проводимость ионов через поры.
