تهیه و بررسی خواص نانو کامپوزیتهای پلی متیل متاکریلات / خاک رس دوبار اصلاح شده به روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی درجا
دراین تحقیق، نانو کامپوزیتهای پلی متیل متاکریلات / خاک رس، حاوی درصدهای وزنی مختلفی از خاکرس (براساس ماده معدنی موجود در ساختار آنها) به روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی درجا تهیه شدند. خاکهای رس یکبار اصلاح شده مصرفی مشتمل بر خاکهای رس کانیپیا تی(KT) و کانیپیا دی(KD) بودند که به ترتیب توسط نمکهای تری متیل اکتا دسیل آمونیوم برماید(TMO) و دی متیل دی اکتا دسیل آمونیوم برماید(DMO) که از نظر تعداد زنجیره آلکیلی موجود در ساختارشان با یکدیگر متفاوت هستند آلی شدهاند. آزمونهای پراش اشعه ایکس، گرماوزن سنجی و گرمایی دینامیکی – مکانیکی بر روی نانو کامپوزیتهای تهیه شده انجام شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای نمونه هایی با ۳ % وزنی از خاک رس یکبار اصلاح شده نشان دادند که ساختار نانوکامپوزیتهای تهیه شده از نوع میان لایه ای است . همچنین با افزایش درصد وزنی خاک رس یکبار اصلاح شده درون ماتریس پلیمری، پایداری حرارتی و خواص گرمایی دینامیکی – مکانیکی شامل مدول و دمای انتقال شیشه ای نمونههای نانوکامپوزیتی افزایش یافت.
درمرحله دیگر از این تحقیق، خاک رس یکبار اصلاح شده KT توسط اصلاح کننده های سیلانی ۳- متاکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (MPS) و N- (n-بوتیل)-۳-آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان (۱۱۸۹) مجددا اصلاح شد. اصلاح مجدد خاکرس KT با هدف اصلاح لبهها به منظور افزایش سازگاری بین خاک رس و پلیمر صورت گرفت تا با توزیع مناسب خاک رس دوبار اصلاح شده درون بستر پلیمری و بر هم کنش قوی در فصل مشترک خاک رس و ماتریس پلیمری، خواص نانو کامپوزیت نهایی بهبود یابد. اصلاح کنندههای سیلانی یاد شده دارای گروههای متوکسی هستند که پس از هیدرولیز، قابلیت اتصال به لبهها را ازطریق انجام واکنش تراکمی با گروههای هیدروکسیل موجود در لبهها پیدا میکنند. اصلاح کننده سیلانی MPS ازجمله اصلاح کننده های فعال است که دارای گروه وینیلی در انتهای ساختار خود می باشد، درحالیکه اصلاح کننده سیلانی ۱۱۸۹ یک اصلاح کننده غیر فعال به شمار می آید که توانایی شرکت در واکنشهای پلیمریزاسیون را ندارد. آزمونهای پراش اشعه ایکس، گرماوزن سنجی، طیف سنجی زیر قرمز و اندازه گیری زاویه تماس برروی خاک های رس دوبار اصلاح شده انجام شد . نتایج مربوط به آزمون پراش اشعه ایکس حاکی از افزایش فاصله بین صفحات خاکهای رس دوبار اصلاح شده بود که پس از شستشوی خاکهای رس دوبار اصلاح شده با تولوئن، فاصله بین صفحات کاهش یافت. نتایج آزمون گرماوزن سنجی نشان می دهد که مقدار ماده معدنی باقی مانده در خاکهای رس دوبار اصلاح شده کمتر شده است. همچنین طیفهای مربوط به اعدادموجی ساختار اصلاح کنندههای سیلانی در آزمون طیف سنجی زیر قرمز مشاهده شد که حضور اصلاح کنندههای سیلانی در ساختار خاک رس را تائید می کنند . نتایج آزمون اندازهگیری زاویه تماس نشان داد که با اصلاح مجدد خاک رس یکبار اصلاح شده ماهیت آب گریزی ماده بیشتر شده است. نانوکامپوزیتهای متشکل از پلیمر / خاک رس دوبار اصلاح شده در ۳% وزنی تهیه شدند و تحت آزمون پراش اشعه ایکس قرار گرفتند. نتایج نشان داد که فاصله بین صفحات در نانوکامپوزیتهای حاوی خاک رس دوبار اصلاح شده با مقدار nm77/3 نسبت به فاصله بین صفحات درنانوکامپوزیت حاوی خاک رس یکبار اصلاح شده بامقدارnm 6/3 افزایش داشته است که این امر به سازگاری هرچه بیشتر خاک رس دوبار اصلاح شده و پلیمر نسبت داده شد. همچنین پایداری حرارتی نانوکامپوزیتهای حاوی ۳% وزنی از خاک رس دوبار اصلاح شده در مقایسه با پلیمر خالص بیشتر شده است.
از سوی دیگر، نانو کامپوزیتهای پلی متیل متاکریلات حاوی خاک رس دوبار اصلاح شده با MPS، در درصد های وزنی ۲۵/۰، ۵/۰، ۷۵/۰ و ۱ تهیه شدند و آزمونهای مختلفی همچون اندازه گیری درصد ژل ، گرمایی دینامیکی – مکانیکی بر روی آنها انجام شد. بر اساس ننایج حاصله، با افزایش درصد وزنی خاک رس دوبار اصلاح شده، درصد ژل افزایش یافت. همچنین مدول و دمای انتقال شیشه ای برای نانوکامپوزیتهای حاوی ۲۵/۰% تا ۵/۰% وزنی ازخاک رس روندی صعودی را نشان داد که با افزایش درصد وزنی خاک رس دوبار اصلاح شده به میزان ۷۵/۰% و ۱% وزنی روند نزولی مشاهده شد. تصاویر گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری از نانوکامپوزیت حاوی ۵/۰% وزنی از خاک رس دوبار اصلاح شده نشاندهنده توزیع مناسب صفحات خاک رس درون بستر پلیمری با ساختار ورقه ورقه شده هستند، اگرچه اندکی ساختار میان لایهای نیز قابل مشاهده است. همچنین مدول نانوکامپوزیت تهیه شده با ۵/۰% وزنی از خاک رس دوبار اصلاح شده با مقدار ۰۷/۱ GPa درمقایسه با مدول نانوکامپوزیت حاوی ۵/۰% از خاک رس یکبار اصلاح شده KT با مقدارGPa 86/0افزایش چشمگیری را نشان داد. علاوه بر این، نتایج آزمون حرارتی دینامیکی – مکانیکی مربوط به نانوکامپوزیت حاوی ۵/۰%وزنی از خاک رس دوبار اصلاح شده تقریبا معادل نتایج مربوط به نانوکامپوزیت تهیه شده با ۳% وزنی از خاک رسKT است. درنتیجه با درصدکمتریازخاکرسدوباراصلاحشدهمیتوانبهخواصمکانیکیبالاتریدستیافت.
کلیدواژه : پلی متیل متاکریلات، نانو ذرات خاک رس ، نانوکامپوزیت، پلیمریزاسیون سوسپانسیونی، درجا
جهت رفع سوالات و مشکلات خود از سیستم پشتیبانی سایت استفاده نمایید .
دیدگاه ارسال شده توسط شما ، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
دیدگاهی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با مطلب باشد منتشر نخواهد شد.