سنتز و مشخصه يابي نانوكامپوزيت هاي مغناطيسي بر پايه پلي يورتان و بررسي خواص آنها

دكتري

كامپوزيت هاي پليمري از نظر تجاري مواد با اهميتي هستند كه در زمينه هاي گوناگوني مانند عايق هاي صوتي و گرمايي و در تصفيه آب كاربرد دارند. يكي از انواع پليمرهاي پرمصرف، فوم هاي پلي يورتاني مي باشند. اين گروه از مواد گرماسخت به دليل خواص فيزيكي خاصشان از جمله تخلخل زياد، مقاومت گرمايي خوب درصنايع مختلف به عنوان عايق هاي صوتي و حرارتي استفاده مي شوند. در بخش اول اين پژوهش تحقيقاتي، نانوكامپوزيت هاي فوم پلي يورتان حاوي نانوذرات آهن اكسيد عامل دار شده با اصلاح كننده هاي شيميايي اوره (urea) و تري اتيلن تترامين (Teta) سنتز شدند. نانوكامپوزيت هاي تهيه شده به وسيله آناليزهاي SEM، TGA و DMA مشخصه يابي شدند و به بررسي خواص جذب صوت اين نانوكامپوزيت ها نيز پرداخته شد. هدف از اين بخش، بررسي اثرات نانوذرات پركننده معدني بر روي خواص مكانيكي و گرمايي نانوكامپوزيت فوم پلي يورتاني بود. بررسي آناليز گرمايي و مكانيكي نانوكامپوزيت ها نشان دادند با افزودن نانوذرات معدني در ساختار فوم پلي يورتان، پايداري گرمايي و همچنين خواص مكانيكي نسبت به فوم خالص افزايش يافت. همچنين بررسي آناليز جذب صوت نانوكامپوزيت فوم پلي يورتان نشان دادند كه با افزايش درصد نانوذرات مغناطيسي اصلاح شده در ماتريس پلي يورتاني، ضريب جذب امواج صوتي در مقايسه با فوم خالص پلي يورتاني، افزايش يافت. به عبارت ديگر، اصلاح شيميايي سطح نانوذرات مغناطيسي اكسيدآهن باعث برهمكنش بهتر اين نانوذرات با ماتريس پلي يورتاني و كاهش تجمع اين نانوذرات مي شود. با افزايش درصد نانوذرات مغناطيسي اصلاح شده در ماتريس پليمري، فرآيند شبكه اي شدن و تخلخل فوم افزايش مي يابد و در نتيجه شاهد افزايش ضريب جذب امواج صوتي بيشتر مي گردد. در بخش دوم اين پژوهش تحقيقاتي، نانوكامپوزيت فوم پلي يورتاني حاوي نانوذرات آهن اكسيد اصلاح شده شيميايي با گروه آمينوپروپيل تري اتوكسي سيلان (APTES)، تهيه شد و از اين نانوكامپوزيت به عنوان يك نانوجاذب در جهت حذف يون هاي آرسنيك از محلول آبي استفاده شد. مزيت استفاده از اين نانوذارت اصلاح شده آهن اكسيد اين است كه به دليل خواص مغناطيسي به راحتي ميتوانستند به وسيله يك ميدان مغناطيسي خارجي (آهنربا) از محلول جدا شوند. از آناليز ICP-MS براي بررسي درصد حذف يون آرسنيك ازمحلول آبي استفاده شد. نتايج آناليز نشان دادند با افزايش زمان تماس نانوجاذب با محلول آرسنيك، درصد جذب افزايش مي يابد و بيشينه جذب آرسنيك به ميزان 95 درصد در مدت زمان 4ساعت بود. همچنين بررسي مدل هاي جذب نشان دادند كه فرايند جذب از مدل جذب لانگموير پيروي مي كند و حذف يون هاي آرسنيك از محلول آبي از نوع حذف شيميايي بود. واژه‌هاي كليدي: نانوكامپوزيت پليمري، پلي يورتان، فوم، آهن اكسيد، آرسنيك، تصفيه آب

193413

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر نيدال ابوزهرا

شيمي آلي

دكتر محمدرضا نعيمي جمال