سنتز و بررسي خواص آبگريزي پوشش نانوكامپوزيتي پلي يورتان تيتانيا

كارشناسي ارشد

يكي از راهحلهاي بهبود عملكرد مقرههاي سراميكي در مناطق آبوهوايي آلوده، استفاده از پوششهاي پليمري تقويت شده با ذرات سراميكي است. هدف از انجام اين پژوهش، مشاهده و مقايسۀ اثر افزودن نانوذرات تيتانيا بهتنهايي و نانو و ميكروذرات تيتانيا بهطور همزمان، بر روي خواص آبگريزي، مكانيكي و الكتريكي پلييورتان است. بهمنظور دستيابي به خواص عالي كامپوزيت، ذرات سراميكي بايد با مواد مناسب اصلاح سطحي شوند تا سازگاريشان با ماتريس پليمري افزايش يابد. بسياري از محققان براي اصلاح سطح نانوذرات از مواد گرانقيمت سيلاني و يا هيدروكربنهاي فلورينشده كه گران و براي محيطزيست و سلامتي انسان خطرناك هستند، استفاده كردهاند. اما در اين روش از استئاريكاسيد كه مادهاي ارزان، دردسترس و دوستدار محيطزيست است، استفاده شد. آناليز FTIR براي اطمينان حاصل كردن از عاملدار شدن تيتانيا انجام شد. پوشش روي شيشه و فيلم نانوكامپوزيتي و ميكرو نانوكامپوزيتي هيبريدي پلييورتان تيتانيا با % wt 1 و % wt 3 تيتانيا با استفاده از روشي ساده و ارزان مبني بر همزدن مغناطيسي و اولتراسونيك تهيه گرديد. نسبت ميكروذرات به نانوذرات در نمونههاي هيبريدي 1:1 بود. خواص نمونههاي نانوكامپوزيتي و ميكرو نانو كامپوزيتي هيبريدي حاوي درصد وزني ثابتي از تيتانيا، با يكديگر و با نمونۀ خالص پلييورتان مقايسه گرديد. آناليز AFM و تصاوير سطحي حاصل از FESEM افزايش بيشتر زبري سطح را در نمونههاي هيبريدي نسبت به نمونههاي نانوكامپوزيتي نشان داد. زاويه تماس نمونههاي هيبريدي نيز از نمونههاي نانوكامپوزيتي حاوي همان درصد وزني تيتانيا بيشتر بود. بيشترين زاويۀ تماس مربوط به نمونۀ هيبريدي حاوي % wt 0/5 نانوذرات و % wt 55◦ 33 به ◦ 0/5 ميكروذرات بود. زاويۀ تماس از در اين نمونه رسيد. خواص مكانيكي و الكتريكي پلييورتان با ورود تيتانيا بهبود پيدا كرد. بيشترين استحكام مربوط به نمونۀ هيبريدي حاوي % wt 1 و بيشترين درصد كرنش شكست مربوط به نمونۀ هيبريدي حاوي % wt 3 بود. نمونۀ نانوكامپوزيتي حاوي % wt 1 بيشترين ثابت ديالكتريك و استحكام شكست ديالكتريك و كمترين اتلاف ديالكتريك را از خود نشان داد. از طرفي، بيشترين مقاومت الكتريكي سطحي و حجمي مربوط به نمونههاي هيبريدي بود. نتايج اين پژوهش نشان داد كه استفادۀ همزمان از ميكرو و نانوذرات تيتانيا ميتواند سبب افزايش مؤثرتري در زاويۀ تماس، استحكام كششي، قابليت كشيدگي و مقاومت الكتريكي پلييورتان شود.

204862

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر اشكان ذوالرياستين

مهندسي مواد گرايش سراميك

دكتر بيژن افتخاري يكتا - دكتر حميدرضا رضايي