آمایش نانو سیلیکا با آمینوسیلان: بررسی اثر pH واکنش بر خواص سطحی و کاربردی ذره

نویسندگان

1 گروه پژوهشی نانوفناوری رنگ، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

2 دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 گروه پوشش‌های سطح و خوردگی؛قطب علمی رنگ، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

چکیده

در این تحقیق نانو سیلیکا تحت شرایط مختلف pH با یک آمینو سیلان آمایش گردید و ذرات حاصله توسط آزمون‌های دستگاهی مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حاکی از تأثیر بارز pH آمایش روی میزان واکنش سیلان با سطح ذرات است که این میزان بین 29 تا 58 درصد متغیر است. پتانسیل زتا ذرات از 7.1– میلی ولت برای نانو سیلیکا تا 5.5+ و 18.01+ به ترتیب برای نانو سیلیکاهای با کمترین و بیشترین میزان آمایش به دست آمد. نتایج نشان داد که نمونه‌های با میزان سیلان بیشتر پایداری پراکنش بهتری در حلال‌های با پارامتر پیوند هیدروژنی بیشتر و پارامتر قطبی کمتر دارند. خواص مکانیکی بهتر نانو پوشش‌های تهیه شده با رزین پلی‌یورتان حاوی این ذرات حاکی از پراکنش بهتر و احتمال واکنش فیزیکی ـ شیمیایی بین ذرات آمایش شده و ماتریس رزین است. قدرت کشش، افزایش طول در نقطه تسلیم و شکست، سختی دندانه‌ای در مقیاس ماکرو و مدول یانگ برای نشان دادن تأثیر مثبت ذرات آمایش شده با سیلان در رزین مورد بررسی قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Surface Treatment of Nano Silica with an Amino Silane: The Effect of Treating Bath pH on the Surface Chemistry and Performance of Particle

نویسندگان [English]

  • M. Rostami 1
  • M. Mohseni 2
  • Z. Ranjbar 3
1 Nanomaterials and nanocoatings Department, Institute for Color Science and Technology
2 Department of Polymer Engineering and Color Technology, Amirkabir University of Technology
3 Department of Surface Coatings and Corrosion;Center of Excellence for Color Science and Technology, Institute for Color Science and Technology
چکیده [English]

In this work nano silica was treated by an amin silane at different pH conditions and analysed using different techniques. It was found that the pH of treating bath highly affected the grafting of silane on the surface leading to grafting ratios between 29 and 58 percent. The zeta potentials changed from -7.1 mv for pristine silica to +5.5 mv and +18.01 mv for the lowest and the highest grafted particles respectively. The results showed that, the sample with higher grafting has better dispersion stability in solvents with higher hydrogen bonding parameter and lower polar parameter. The higher mechanical properties of the nano clear coats using a polyurethane filled with these particles may confirm the better dispersion and possibility of a physico-chemical interaction between the surface modified silica and the matrix. The tensile strength, elongations at yield and break and micro indentation hardness as well as the Young modulus were used to show the improvement achieved in properties of modified particles containing resin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nano silica
  • surface treatment
  • Amino silane
  • Zeta potential
  • Indentation hardness