4.3. Стекло с самоочищающимися покрытиями
Разработка и применение стекла с самоочищающейся поверхностью наиболее современные направления в использовании этого строительного материала. Усилия его разработчиков связаны с обеспечением длительности сохранения чистоты поверхности и сведения ухода за таким стеклом к минимуму. Определяющим фактором при разработке стекла с самоочищающейся поверхностью является высокая стоимость ухода за стеклом большой площади, например, в торговых и административных зданиях.
Очищаемость стекла определяется характеристиками его поверхности, которая отличается гидрофильными свойствами и низким значением краевого угла смачивания, составляющим 10–15. Она зависит также от химических свойств поверхности стекла и ее топографии (наличия неровностей). Попадание на поверхность стекла различных загрязняющих веществ приводит к снижению его поверхностной энергии и ухудшению смачиваемости.
Для устранения этих отрицательных эффектов и повышения очищаемости стекла предложено использовать гидрофобные и гидрофильные покрытия. В результате могут быть получены покрытия двух типов:
– легкоочищающиеся, краевой угол смачивания которых составляет 85–105, а очистка поверхности требует минимального использования механических средств, причем на отдельных участках поверхности могут оставаться загрязнения;
– самоочищающиеся, краевой угол смачивания которых превышает 105, они не требуют механической очистки, и загрязнения на поверхности не накапливаются.
Толщина покрытий обоих типов колеблется от 1 до 5–10 мкм. Покрытия получаются из водных или водно-спиртовых растворов.
Пленки с применением гидрофобных покрытий недостаточно стойки к образованию конденсата, воздействию ультрафиолетовых лучей, перепадам температур и механическим воздействиям, а гидрофильные покрытия из веществ с высоким поверхностным натяжением при попадании воды на поверхность стекла приводят к образованию на ней непрерывного прозрачного слоя.
Наиболее современными являются фотокаталитические покрытия, действия которых основаны на активировании под влиянием ультрафиолетовых лучей окиси титана (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Принцип действия покрытия Тиокот
Окисление титана производит положительный эффект на окружающую среду, способствуя укреплению ее защиты и улучшению состояния. Главным элементом в этом процессе выступает окись титана, которая под действием света, продуцирует активную кислоту. Эта кислота, являясь сильным окислителем, способна разлагать органические соединения, содержащиеся в пыли, и уничтожать бактерии. Обработанная ею поверхность не только предохраняется от запыления и загрязнения, но и способствует разложению газов загрязненного воздуха, улучшая тем самым состояние окружающей среды в зданиях и сооружениях. Используемая при обработке внутри помещений, она очищает воздух от запахов, разлагая отравляющие и вредные испарения, выделяемые строительными материалами и другими источниками.
Их воздействие (УФЛ) изменяет свойства покрытий на поверхности стекла при одновременном снижении величины краевого угла смачивания до 0о, что дает возможность просто смывать с поверхности стекла любые загрязнения (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Поведение воды на поверхности
Фотокаталитические покрытия были разработаны в Японии в начале 90-х гг. ХХ в. и в настоящее время появились в Хабаровске.