بررسي اثر اصلاح سطح نانو ذرات با مواد پيوند دهنده سيلاني، بر خواص نهايي چسب‌هاي گرما ذوب (Hot Melt)

كارشناسي ارشد

نانو ذرات به دليل انرژي سطحي بالا و عدم سازگاري با فاز‌هاي پيوسته پليمري نيازمند اصلاح سطحي هستند. جفت كننده‌هاي سيلاني از جمله تركيباتي هستند كه به دليل امكان متصل شدن به گروه‌هاي سطحي نانو ذرات، براي ايجاد اتصال بين نانوذرات و فاز پيوسته مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در اين تحقيق اصلاح سطحي نانو ذرات اكسيد سريم، براي ايجاد سازگاري با فاز لاستيك (Acrylonitrile Butadiene Rubber) NBR براي ساخت چسب گرما ذوب در كاربردهاي پوشش‌هاي ضد خوردگي مورد بررسي قرار گرفت. چسب مورد مصرف در اين تحقيق تركيبي از لاستيك NBR و رزين فنوليك بود كه اين تركيب بطور مرسوم در صنايع مختلف به عنوان چسب استفاده مي شود. به منظور اصلاح سطح نانو ذرات اكسيد سريم و ايجاد سازگاري با فاز لاستيكي، از نوعي جفت كننده سيلاني با نام علمي TESPT و نام تجاري Si69 استفاده شد. مولكولهاي سيلان از طريق روش سل-ژل بر روي سطح نانو ذرات اكسيد سريم متصل ‌شدند. پارامترهاي ميزان pH در سيلان دار كردن (Silanization) و غلظت سيلان، اثر رطوبت دهي و دماي رطوبت دهي مورد بررسي قرار گرفتند. بر اين اساس ميزان هيدروكسيل سطحي و نسبت هيدروكسيل به سيلان مناسب تعيين گرديد. نتايج نشان دادند كه نانو ذرات با پيش آمايش رطويتي بيشترين اصلاح سطحي را داشتند. براي شناسايي ساختار سطحي ذرات از آناليزهاي طيف مادون قرمز (FTIR)، گرماوزن سنجي (TGA) و پتانسيل زتا (Zeta-Potential) استفاده شد. رفتار پخت لاستيك ها و چسب هاي ساخته شده توسط آناليز ODR (Oscillating Disc Rheometer) بررسي شد. نتايج نشان دادند كه بيشترين خواص پخت متعلق به نمونه‌هاي با پيش آمايش رطوبتي بود كه اين نتيجه با يافته هاي آناليز TGA در بخش اصلاح سطحي مطابق بود. براي بررسي خواص چسبندگي چسب، آزمون‌هاي پوست كني (peel) و مقاومت دربرابر نيروي برشي (Lap Shear) ، و همچنين براي بررسي خواص ضد خوردگي نانو ذرات اكسيد سريم از آزمون‌هاي جدايش كاتدي و آزمون پاشش آب نمك استفاده شد. نمونه چسب حاوي نانو ذرات اكسيد سريم اصلاح شده با پيش آمايش رطوبتي در آزمون جدايش كاتدي نشان دادند كه نانو ذرات اكسيد سريم مي‌توانند با آزاد كردن يونهاي سريم، يكي از عوامل كاهش جدايش پوشش و حفظ چسبندگي باشند. به طور كل نتايج نشان دادند كه نانو ذرات اكسيد سريم اصلاح نشده و همچنين نانو ذرات اصلاح شده با سيلان (بدون پيش آمايش رطوبتي) باعث اختلال در سيستم پخت لاستيك مي‌شوند. نانو ذرات اصلاح شده با سيلان به همراه پيش آمايش رطوبتي مي‌توانند با ايجاد تعادلي ميان خواص پخت و همچنين خواص چسبندگي، بهره وري چسب مورد نظر را افزايش بدهند.

192260

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مهران رستمي درونكلا

مهندسي شيمي - پليمر

دكتر مسعود جمشيدي