اصلاح سطحي نانوذره كربني و پخش آن در رزين اپوكسي

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه نانوذرات پايه كربني به خصوص نانو لوله هاي كربني (CNT) بدليل خواص منحصر به فرد خود، اهميت ويژه اي پيدا كرده اند. تحقيقات زيادي نشان داده اند كه افزودن CNT به ماتريس هاي پليمري از جمله اپوكسي كه يكي از پليمر هاي پركاربرد است، سبب ارتقاي خواص و افزايش كارايي آن ها مي شود. با اين حال، ذرات CNT تمايل زيادي به كلوخه شدن داشته و اين موضوع موجب عدم دست يابي به پخش يكنواخت در ماتريس مي شود. در اين تحقيق، CNT به دو روش اسيد شويي و با كمك آمينواسيد عامل دار شدند. اثر دما (60، 90 و oC110)، زمان (15، 30 و 60 دقيقه) پيش فراصوت و درصد وزني نانوذره (0.5، 1، 3 و wt.% 5) بر مشخصات ذرات عامل دار شده و عملكرد نانوكامپوزيت اپوكسي حاوي CNT اسيد شويي شده، بررسي شد. همچنين، اثر غلظت آمينواسيد در محلول آبي حين واكنش عامل دار شدن (4، 50، g/lit 100) و درصد وزني نانوذره (0.5، 1، wt% 2)بر عملكرد نانوكامپوزيت اپوكسي حاوي CNT عامل دار شده با آمينواسيد ارزيابي شد. نهايتا عملكرد نانوكامپوزيت هاي اپوكسي حاوي دو نوع CNT عامل دار شده با CNT بدون عامل و اپوكسي بدون نانوذره مقايسه شد. CNT هاي عامل دار شده بوسيله ي آناليز هاي FTIR، UV-Visible، TGA، تيتراسيون و آزمون پايداري در حلال تجزيه و تحليل شدند. نانوكامپوزيت هاي اپوكسي حاوي CNT و CNT هاي عامل دار شده نيز بوسيله ي آزمون مكانيكي كشش و خمش و آناليز هاي DMTA، DSC و TGA بررسي شدند. نتايج نشان دادند كه در هر دو روش گروه هاي عاملي با موفقيت روي سطح CNT نشسته اند. پايداري در حلال نمونه ي اسيد شويي شده يك ساعت در حلال هاي مختلف بود اما نمونه ي عامل دار شده با آمينواسيد به پايداري 3 روز در اتانول و 1 ماه در DMF رسيد. مقاومت كششي و مدول كششي براي نمونه ي اسيد شويي شده نسبت به اپوكسي به ترتيب 59 و 69 درصد و براي نمونه آمينواسيد به ترتيب 67 و 52 بالاتر بود. مقاومت خمشي و مدول خمشي نيز براي روش اسيد شويي نسبت به اپوكسي به ترتيب 27 و 59 درصد و براي نمونه ي آمينواسيد به ترتيب 18 و 51 درصد بالاتر بود. در روش اسيد شويي مدول ذخيره نسبت به اپوكسي افزايش نيافتد ولي دماي انتقال شيشه °C 1.1 افزايش نشان داد، در حالي كه در روش آمينواسيد مدول ذخيره 15 درصد و دماي انتقال شيشه °C 6.9 افزايش يافت. روش اسيد شويي °C 9.1 و روش آمينواسيد °C 13.3 دماي پخت اپوكسي را كاهش مي دهد. افزايش پايداري حرارتي در هيچ يك از نمونه هاي اسيد شويي و آمينواسيد مشاهده نشد. واژه‌هاي كليدي: اپوكسي، كربن نانوتيوب، عامل دار كردن، اسيد شويي، آمينواسيد

189740

دانشگاه علم و صنعت ايران

شيمي پليمر

دكتر مسعود جمشيدي