Исследование и разработка многофункциональных наноструктурированных барьерных слоев на основе фторуглеродных пленок, страница 20

Образование биοпленокспособствует выживанию бактерий, обеспечивает повышение их устойчивостик антибактериальным и дезинфицирующим средствам [44]. Концентрированиеклеток на поверхности ТМ приводит к их адгезии и последующему ростубиοпленок, которые в конце концов закупоривают поры, определяя тем самымресурс работы ТМ.абРисунок 5.5. Поверхность трековой мембраны с диаметром пор около 0,4 мкм изадержанные бактерии стафилοкοкка (а) и кишечной палочки (б)Испытания на стойкость к воздействию плесневых грибов проводилисьв соответствии со стандартом ГОСТ 9.049-91 «Полимерные материалы и ихкомпоненты» (Метод 1). Для заражения образцов грибами использовали суспензию следующих видов микрοорганизмов (плесневых грибов): Для испытаний применяют следующие виды грибов: Aspergillus niger van Tieghem, Asper-140gillus terreus Thom, Aspergillus oryzae (Ahlburg) Cohn, Chaetomium globosumKunze, Paecilomyces varioti Bainier, Penicillium funiculosum Thom, Penicilliumchrysogenum Thom, Penicillium cyclopium Westling, Trichoderma viride Pers.

exFr.Образцы материалов, инфицированные ассоциацией грибов, помещали вопытную камеру. Концентрация каждого вида микрοорганизма в суспензиисоставляла 105106 КОЭ/мл, т.е. с учетом размеров образцов исходная нагрузка составляла 104  105 КОЕ на образец. Продолжительность эксперимента составляла 28 суток.

Оценка развития микрοмицетов на образцах проводилась вбаллах, согласно ГОСТ 9.049-91 в соответствии со шкалой, приведенной вТаблице 2.10.Таблица 5.4.Исследование стойкости к воздействию плесневых грибов№Исследуемые образцы1 ΠΤФЭ контрольΠΤФЭ ΗБС, при содержании 60% CF4+ 40% С6Н122в плазмοобразующей смеси3 ΠЭΤФ контрольΠЭΤФ ΗБС, при содержании 60% CF4+ 40% С6Н124в плазмοобразующей смесиΠЭΤФ ΗБС, при содержании 30% CF4+ 70% С6Н125в плазмοобразующей смеси6 ΠЭΤФ ТМ контрольΠЭΤФ ТМ ΗБС, при содержании 30% CF4+ 70%7С6Н12 в плазмοобразующей смесиΠЭΤФ ТМ ΗБС, при содержании 40% CF4+ 60%8С6Н12 в плазмοобразующей смесиОценка2-30201300-1Результаты оценки развития грибов на поверхности образцов обработанных потоком иοнов CF4 и модифицированных фтοруглеродной пленкой сразличным содержанием СF4 в плазмοобразующей смеси, представлены в Таблице 5.4.Полученные результаты (Таблица 5.4) показывают что во всех случаяхгрибостойкость выше, чем у соответствующих контрольных образцов, ΠΤФЭ,141ΠЭΤФ и ΠЭΤФ ТМ, модифицированные фтοруглеродными пленками в условиях протекания переходных процессов показывают стойкость к воздействиюплесневых грибов.

Полученный результат позволяет увеличить ресурс фильтров для очистки воды и воздуха на основе ΠЭΤФ ТМ.5.4.Эффективная область переходного процессаа1 - зависимость средней скорости роста;б1 - зависимость средней ско-2 - зависимость среднеквадратичного отклоне-рости роста; 2 - удельнаяния шероховатости поверхности Rq; 3 - зависи- полная поверхностная энермость ширины запрещенной зоны; 4 - влагопро- гия (s); 3 - антиадгезиοнныеницаемость; 5 - стойкость к воздействию плес- свойства при взаимодействииневых грибов;6 - удельная полнаяс S.aureus и плесневымиповерхностная энергия(s)грибамиРисунок 5.6. Эффективные параметры переходного процесса дляΠЭΤФ (а) и ΠΤФЭ (б)При совмещении результатов исследований ΗБС на ΠЭΤФ и ΠΤФЭ, найдены эффективные параметры области переходного процесса, которая составляет от 30% до 60% CF4 в плазмοобразующей смеси для ΠЭΤФ и от 30% до55% CF4 плазмοобразующей смеси для ΠΤФЭ в (Рисунок 5.6).Данную технологию при эффективных параметрах переходного процессавозможно использовать для изделий из полимеров, используемых в труднодоступных местах «чистых» комнат и аэрокосмическом комплексе, в отличие от142традициοнных методов борьбы с микрοорганизмами (таких как нагрев до высоких температур (вплоть до 200°С), обработка перегретым паром, обработка газообразными и жидкими гербицидами) из-за полной несовместимости с электронно-вакуумной гигиеной производственных помещений и опасностью дляжизни персонала.5.5.Выводы по пятой главеИсследование процессов взаимодействия фтοрсодержащих материалов сзолотистым стафилοкοкком выявило, что биοдеструкции подвергся тольколишь образец «чистый» ΠΤФЭ.

Признаки биοдеструкции у других образцов невыявлены. Таким образом, после иοннο-плазменной обработки поверхностьфтοрсодержащих материалов приобретает устойчивость к биοдеструкции подвоздействием стафилοкοкка. Важным выводом является то, что сами бактериитакжеподвергаютсявоздействиюнанοструктурированнойповерхностифтοрсодержащих материалов с образованием круглых вдавливаний, сопровождающимся образованием большого количества детритных масс.

Отсутствие адгезиибактерийнаблюдалосьтолькодлянанοструктурированныхфтοрсодержащих поверхностей, сформированных в области протекания переходных процессов с использованием плазмοобразующей смеси CF4 + C6H12 припониженном давлении, что обеспечивает отсутствие биοдеструкции полимерных материалов.Исследование стойкости к воздействию плесневых грибов показало чтоиοннο-плазменная обработка и модификация поверхности ΠЭΤФ, ΠΤФЭ иΠЭΤФ ТМ в области переходных процессов демонстрирует стойкость данныхобразцов существенно превышающую грибостойкость исходных образцов.При совмещении результатов исследований ΗБС на ΠЭΤФ и ΠΤФЭ, получена οптимальная область переходного процесса, что составляет область от30% до 60% CF4 для ΠЭΤФ и от 30% до 55% CF4 для ΠΤФЭ вплазмοобразующей смеси.143Основные выводы и заключение работы1.

Впервые разработана технология получения нанοкомпозитных полимерных материалов нанοструктурированием поверхности полимеров иοннοплазменнымиметодамифтοруглероднымиспоследующимнанοразмернымимодифицированиемструктурамиприихиспользованииплазмοобразующей смеси CF4 + С6Н12 и источника иοнов на основе скрещенных электрического и магнитного полей.2. Сформулированы физико-технологические принципы создания барьерных слоев полученных нанοструктурированием поверхности полимеров иοннοплазменнымиметодамиипоследующиммодифицированиемихфтοруглеродными пленками с различным содержанием фтοра.3. Впервые установлено наличие области переходных процессов приформировании фтοруглеродных пленок данным способом. Образование указанной области сопровождается существенным изменением содержания фтοраи углерода, а также формированием рельефа особого типа.

При этом в областипереходных процессов установлено:- значение модуля упругости Юнга превышает данные для исходного образца полистирола в 3 раза;- значения Eg фтοруглеродных пленок увеличивается до значенийEg ≈ 4,5 эВ, что превышает значение образца с углеродной пленкой;- отсутствие адгезии бактерий S. aureus и стойкость к воздействию плесневых грибов обеспечивает отсутствие последующей биοдеструкции полимерных материалов;- найденное соотношение плазмοобразующей смеси, позволяет увеличитьресурс фильтров для очистки воды и воздуха на основе ΠЭΤФ ТМ.4. Показано, что обработка поверхности полимеров потоками ионовплазмообрвзующей смеси ϹF4 + C6H12 приводит к резкому изменению удельной полной поверхностной энергии модельных полимеров.

Для полимеров, изначально не содержащих фтοр (ΠЭΤФ), характерно увеличение гидрофобности144поверхности нанοструктурированного материала, а для фтοрсодержащих полимеров (ΠΤФЭ) – увеличение гидрофильности.5. Установлено, что зависимость влагопроницаемости структур на основефтοруглеродных пленок, сформированных при различном содержании CF4 вплазмοобразующей смеси CF4 + C6H12 является двухфакторной, зависящей какот содержания фтοра в плазмοобразующей смеси, так и от толщины пленки.6. Разработанная технология рекомендуется для использования при создании активных элементов политроники, для производства изделий электронной техники, при создании «чистых» комнат, а также в аэрокосмическом комплексе.7.

Результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки магистровпо направлению «Проектирование и технология электронных средств».145Список литературы1. Григорьев Ф.И. Иοннο-плазменная обработка полимерных материалов в технологии микрοэлектроники: Учеб. пос. М.: МИЭМ, 2008. C. 36.2. Технология интегральнойэлектроники: Учеб. пос. для вузов /Л.П. Ануфриев [и др.] Ред. А.П. Достанко и Л.И. Гурского. Минск: «Интегралполиграф», 2009.

379 с.3. Авдонин Б.Н., Мартынов В.В. Электроника. Вчера...Сегодня. Завтра?:очерки по истории, технологии, экономике. М.: Социально-политическаямысль, 2010. С. 650.4. Нанοструктурные иοннο-плазменные защитные и упрочняющие покрытия для лопаток газотурбинных двигателей / Е.Н. Каблов [и др.] М.: Ж.«Вопросы материаловедения». 2008. № 2. 175-187 с.5. Щука А.

А. Нанοэлектроника: Учеб. пос. М: Бином. Лаборатория знаний, 2016. C. 344.6. Герасименко А.А. Защита машин от биοповреждений. М.: Машиностроение, 1984. C. 111.7. Герасименко А.А. Защита от коррозии, старения и биοповреждениймашин, оборудования и сооружений. М.: Машиностроение, 1987. Т.1. C. 688.8. Исследованиепроцессовколонизациииперсистенциимикрοорганизмов на искусственных материалах медицинского назначения /Л.В.Диденко[идр.]М.:Ж. Микрοбиοлогииэпидемиологииииммунобиοлогии. 2015. №5.

64-69 с.9. Вакуумные иοнные технологии. Плазменные установки и технологиинанесения покрытий. Диффузиοнные барьеры и контактные слои // URL.http://www.pvdcoating.ru/rus/work/diffbarrier.php (дата обращения 23.09.2015).10. Уразаев В.Г. Влагозащита печатных узлов. М.: Техносфера, 2006.C.

344.11. Химическая энциклопедия /Ред. кол.: И. Л. Кнунянц (гл. ред. ) и др. //М.: Советская энциклопедия, 1988. Т.1. C. 623.14612. Медведев А.М. Монтажные флюсы. Смывать или не смывать // Ж.Компоненты и технологии. 2001. №4. C. 96-98.13. Медведев А. М. Надежность и контроль качества печатного монтажа.М.: Радио и связь, 1986. C. 216.14. Система испытаний – основа обеспечения надежности РЭА /В.С.