بررسی خواص فتوکاتالیستی و فیزیکی و مکانیکی نانو کامپوزیت های اکریلی آب پایه حاوی نانوذرات سیلیکای آماده سازی شده با ترکیب تیتاناتی
چکیده
در این تحقیق، سطح نانوذرات سیلیکا با ترکیب تترا ایزوپروپیل اورتو تیتانات (ttip) به روش های مختلف اصلاح شد و اثر عواملی از قبیل نسبت استوکیومتری، میزان آب و ph بر مقدار پیوند خوری ترکیب تیتاناتی بر سطح نانوذرات بررسی شد. با انجام آزمون های طیف سنجی ftir، tga، tem و آنالیز عنصری، واکنش های احتمالی در سطح ذرات مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که با استفاده از نسبت استوکیومتری 4 برابر و تغییر ph در مراحل مختلف، بیشترین اصلاح سطح نانوذرات صورت می گیرد. نتایج آزمون edxa وجود tio2 در نمونه های اصلاح شده را نشان داد و همچنین نتایج آزمون xrd نیز تشکیل کریستال های آناتاز را مورد تأیید قرار داد. در تصاویر بدست آمده از تکنیکtem، افزایش تجمع ذرات پس از اصلاح سطح با ترکیب تیتاناتی، مشاهده گردید. آزمون بررسی پایداری تعلیق نانوذرات در محیط آبی نیز نشان داد که نانوذرات اصلاح شده با ترکیب تیتاناتی پایداری کمتری نسبت به سیلیکای اصلاح نشده دارند، ولی پایداری آنها نسبت به نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بهتر می باشد. فعالیت فتوکاتالیستی نانوذرات در محمل آبی، با بررسی تخریب ماده ی رنگزای rh.b(به عنوان یک آلاینده مدل) تحت تابش پرتوهای uv بررسی شد. نتایج حاصل از طیف سنجی uv-visible نشان داد که با اصلاح سطح نانوذرات سیلیکا، خاصیت فتوکاتالیستی در نانوذرات ایجاد شده و نرخ تخریب rh.b در محلول حاوی نانوذرات اصلاح شده نسبت به نانوذرات tio2، کاهش یافته است. نانوکامپوزیت های بر پایه ی رزین اکریلی آب پایه حاوی مقادیر 1 و 2 درصد نانوذرات اولیه و اصلاح شده تهیه گردید. با انجام آزمون های کشش، dmta و سختی، خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین نمونه پوشش های تهیه شده به مدت زمانی معین در معرض شرایط جوی تسریع شده قرار گرفت و شکل شناسی آنها با آزمون afm مورد بررسی قرار گرفت. در مجموع نتایج آزمون های فیزیکی، مکانیکی نشان داد که که استفاده از نانوذرات موجب افزایش نسبی خواص فیزیکی و مکانیکی می شود و این در حالی است که با آماده سازی نانوذرات با ترکیب تیتاناتی، تغییر چندانی در خواص مکانیکی فیلم حاوی این نانوذرات ایجاد نمی شود. به عبارتی می توان نتیجه گرفت که با آماده سازی سطح نانوذرات سیلیکا با ترکیب فوق، بدون ایجاد تأثیر زیادی بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی، می توان خواص فتوکاتالیستی را در نانوذرات سیلیکا ایجاد نمود. همچنین با افزودن نانوذرات به پوشش، درصد افزایش مجذور میانگین مربع زبری پوشش بعد از قرار گرفتن در شرایط جوی تسریع شده نسبت به پوشش بدون نانوذرات کاهش یافته است که می توان آن را به کاهش اثرات تخریبی نانوذرات فوق نسبت به نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در ماتریس پلیمری مربوط دانست.