اصلاح سطح سيلاني نانولوله¬هاي كربني(MWCNT) و اثر آن بر خواص مكانيكي نانوكامپوزيت اپوكسي

كارشناسي ارشد

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 اپوكسي به عنوان يك پليمر بسيار پركاربرد است، سبب افزايش خواص فيزيكي-مكانيكي مي¬شود. با اين حال، 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 عوامل سيلاني اصلاح سطح شد. اثر زمان (1, 2و 3 ساعت پيش فراصوت و درصد وزني نانوذره ( 5/. و 1 و 2 و3 ) بر مشخصات ذرات عامل¬دار شده و عملكرد نانوكامپوزيت اپوكسي حاوي CNT اسيد شويي شده، بررسي شد. همچنين اثر غلظت عوامل سيلاني در محلول آبي حين واكنش اصلاح سطح و درصد وزني نانوذره (5/0 و 1 و2) بر عملكرد مكانيكي نانو كامپوزيت اپوكسي حاوي CNT اصلاح سيلاني شده، ارزيابي شد. نهايتاً عملكرد نانو كامپوزيت هاي اپوكسي حاوي CNT اصلاح سيلاني شده و CNT خام و اپوكسي بدون نانوذره مقايسه شد. CNT هاي اصلاح شده بوسيله ي آناليز هاي FTIR ,XRD ,FE-SEM و TGA Raman، تيتراسيون و آزمون پايداري در حلال بررسي شدند. نانوكامپوزيت هاي اپوكسي حاوي CNT و CNT هاي اصلاح سطحي شده نيز بوسيله¬ي آزمون مكانيكي كشش، خمش، فشاري و آناليز هاي DSC ، DMTA و FESEM بررسي شدند. نتايج نشان دادند كه در هر دو روش گروه¬هاي سيلاني با موفقيت روي سطح CNT نشسته اند. مقاومت كششي و مدول كششي نمونه¬ي حاوي نانوذره اصلاح شده با سيلان آميني نسبت به اپوكسي خالص به ترتيب 53 و 57 درصد و براي نمونه سيلان گلايو به ترتيب 63 و 13درصد بالاتر بود. مقاومت خمشي و مدول خمشي نيز براي سيلان آميني نسبت به اپوكسي به ترتيب 47 و 60 درصد و براي نمونه سيلان گلايو به ترتيب 100 و 11 درصد بالاتر بود. همچنين مدول ذخيره نانوكامپوزيت¬هاي حاوي سيلان آميني و گلايو به ترتيب 30درصد و 5/3 درصد نسبت به اپوكسي خالص افزايش يافت و دماي انتقال شيشه¬اي نيز براي سيلان آميني و گلايو به ترتيب 10 و 5/7 درصد افزايش يافت. طبق آناليز DSC پخت نانوكامپوزيت¬هاي سيلاني بهتر و گرماي حاصل از پخت نمونه¬هاي سيلان آميني و گلايو به ترتيب 74 و 26درصد نسبت به اپوكسي خالص افزايش يافت و دماي پخت نيز تا حدودي افزايش يافت كه تائيدي بر برهم كنش بهتر نانوذره سيلاني شده با پليمر مي باشد.

205569

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

مسعود جمشيدي