اصلاح سطحی نانو سیلیکا با جفت‌شونده اکریلیک سیلانی: تأثیر شرایط واکنش آمایش سطحی روی شیمی سطح ذرات اصلاح شده

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 گروه پژوهشی پوشش‌های سطح و خوردگی، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

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

چکیده

به منظور کاهش میزان آب‌دوستی نانو سیلیکا و داشتن قدرت پراکنش بهتری از آن در محیط‌های غیرقطبی، سطح آن توسط اکریلیک سیلان مورد اصلاح قرار گرفته است. شرایط تجربی آمایش سطحی با بررسی عواملی چون میزان جفت‌شونده، pH واکنشی و نسبت آبکافت مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون‌های شناسایی ذراتی که به صورت پودر درآمدند شامل، pH ذرات در مخلوطی از آب و اتانول، چگالی ظاهری توسط هلیوم پیکنومتر، طیف‌سنجی زیر قرمز جهت بررسی شیمی سطح ذرات، آنالیز وزن‌سنجی حرارتی و آنالیز عنصری جهت تعیین کمی میزان عناصر روی سطح می‌باشد. بر پایه اطلاعات به دست آمده از آزمون pH، میزان pH ذرات از 3.8 برای نانو سیلیکای آمایش نشده تا 4.9 و 6.0 به ترتیب برای نانو سیلیکاهای با کمترین و بیشترین میزان آمایش به دست آمده است. نتایج به دست آمده از آنالیز عنصری نیز نشان‌دهنده تأثیر بارز غلظت سیلان روی میزان آمایش ذرات است. درصد کربن نمونه‌های اصلاح شده نیز بین 1.2 تا 7.8 متغیر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Surface Modification of Nanosilica with an Acrylic Silane Coupling Agent: The Role of Processing on the Surface Chemistry of Particles

نویسندگان [English]

  • Y. Zamani 1
  • M. Mohseni 1
  • S. Bastani 2
  • M. Rostami 3
1 Deptment of Polymer Engineering and Color Technology, Amirkabir University of Technology
2 Department of Surface Coatings, Institute for Color Science and Technology
3 Nanomaterials and nanocoatings Department, Institute for Color Science and Technology
چکیده [English]

In order to modify the nanosilica surface from hydrophilic to hydrophobic one, and to have a better. dispersion of nanosilica in a non-polar media, nano silica surface treatment using methacryloxy propyl trimethoxy silane was performed. In this study three independent variables were explored. These factors included silane coupling agent concentration, bath pH and hydrolysis ratio. Particle analysis was performed to investigate the surface behavior of the treated nanosilica. pH of particles was determined in a mixture of water and ethanol. Apparent densities were measured using a Helium Pycnometer. FTIR Spectroscopy was used to study the surface chemistry of the treated nanosilica. Thermogravimetric analysis (TGA) and elemental analysis were employed to illustrate the quantitative amounts of grafted silane on the surface. It was revealed that pH of particles changed from 3.8 for pristine silica to 4.9 and 6.9 for the lowest and the highest grafted particles respectively. The results indicated that the silane/silica concentration had a strong effect on the grafting of silane on the silica surface. Based on the elemental analysis, carbon content of treated silica in different condition of experiments changed between 1.2 and 7.8 percent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nano silica
  • Surface modification
  • Acrylic silane
  • Surface chemistry