Исследование изменения рельефа поверхности тефлона при термической обработке с помощью АСМ

Автор: Анастасия Левченко
Руководитель: Просекин Михаил Юрьевич
Достижения: победа там, победа здесь

Массовое использование политетрафтороэтилена (тефлона) во многих сферах нашей жизни уже началось. Чего из него только не делают… Найдены десятки возможных применений в разных областях науки, техники и в быту — благодаря его удивительным физическим и химическим свойствам. Химическая инертность групп CF2 (их в одной макромолекуле до 200 тысяч) является причиной сильных качеств полимера и, одновременно, одной из его слабостей — ползучести. В данной работе изучено изменение поверхностной структуры тефлона при его термической обработке с помощью атомно-силовой микроскопии. Актуальность исследования связана с тем, что изменение свойств тефлона при термической обработке хоть и ограничивает его применение, но и открывает новые возможности.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить свойства политетрафтороэтилена при термической обработке с помощью исследования рельефа его поверхности атомно-силовой микроскопией.

Экспериментальные задачи работы:

  1. изучить рельеф поверхности тефлона, не подвергнутого никакой обработке.
  2. исследовать рельеф поверхности тефлона, нагретого до температуры, меньшей температуры его термического разложения.
  3. исследовать рельеф поверхности политетрафторэтилена, нагретого вплоть до температуры термического разложения.
  4. сравнить полученные результаты и сделать выводы об изменении свойств, которое могло бы повлиять на его применение.

Вывод: От термической обработки рельеф поверхности тефлона очень сильно изменяется, а следовательно, изменяются и его свойства. Если температура меньше температуры термического разложения (250°С), то материал не особенно сильно изменяет свою структуру, но происходит значительное расширение пор. Это качество предполагает возможность синтеза в поры тефлона других веществ. Если же термическая обработка происходит при температуре близкой к температуре термического разложения, то структура политетрафтороэтилена меняется как на макроуровне, так и на микроуровне. Получившиеся сканы рельефа политетрафтороэтилена после термической обработке при температуре 250°С демонстрируют увеличение макромолекул, уменьшение пор и возникновение ползучести. Это подтверждает предостережения о выбросе вредных веществ, которые возникают из взаимодействия со средой, при использовании тефлона выше этой температуры.