کتب و مقالات
فیلم های آموزشی
دوره های آموزشی

کد : ١۴۶٢۵
تاریخ انتشار : ١٣٩٧/٠۶/٢١
بازدید : ۶٧

استفاده از نانو ذرات سیلیکا در پلیمرها


نانوذرات سیلیکون دی اکسید، که به عنوان نانوذرات سیلیکا و یا نانوسیلیکا شناخته می شوند، پایه ای برای تحقیقات بیومدیکال به علت پایداری، سمیت کم و توانایی آن ها در ترکیب با طیف وسیعی از مولکول ها و پلیمرها قابل استفاده هستند. ذرات نانو سیلیکا بر اساس ساختار آنها به نوع P و نوع S تقسیم می شوند.


استفاده از نانو ذرات سیلیکا در پلیمرها
ذرات P-type با نانوپورهای متعدد(یک نانوپور منفذی با اندازه نانومتری است.) دارای نرخ منفی 0.61 میلی لیتر در گرم می باشند. ذرات S-type دارای سطح نسبتا کوچکتر هستند. ذرات نانو سیلیس P نوع دارای بازتابندگی فرابنفش ماوراء بنفش در مقایسه با نوع S را دارا هستند.. سیلیکون متعلق به بلوک P، دوره 3 است، در حالی که اکسیژن متعلق به بلوک P، دوره 2 جدول تناوبی است

خواص شیمیایی:
نماد شیمیایی SiO2
شماره CAS 7631-86-9
گروه Silicon 14
Oxygen 16
ساختار الکترونی Silicon [Ne] 3s2 3p2
Oxygen [He] 2s2 2p4
 
 
ترکیب شیمیایی:
سیلیکون 47%
اکسیژن 53%
 
 
خواص فیزیکی:
خواص مقدار
دانسیته 2.4 g/cm3
جرم مولی 59.96 g/mol
 
 
خواص حرارتی:
خواص مقدار
نقطه ذوب 1600°C
نقطه جوش 2230°C
 
 
کاربرد:

     به عنوان یک افزودنی برای لاستیک و پلاستیک
     به عنوان یک پرکننده تقویت کننده برای کامپوزیت های ساختمانی بتنی و دیگر
     به عنوان پلت فرم غیر سمی برای کاربردهای زیست پزشکی مانند تحویل دارو

سیلیس فوم یک پودر سفید نرم با تراکم بسیار کم است که تحت نام تجاری مانند Aerosil و Cab-o-sil  به فروش میرسد.هردو گرید هیدروفوبیک و هیدروفیلیک آن در دسترس است، به طور گسترده ای به عنوان یک اصلاح کننده رئولوژیک مورد استفاده قرار می گیرد و خواص بسیار تیکسو تروپیک را در درصد های پایین ارائه می دهد.همچنین می تواند ترک ها را افزایش دهدو ثبات بهتر سوسپانسیون ها را فراهم کند و مانع از "سگینگ" و جا گیری  مواد جامد در یک سیستم مایع شود

به همین دلیل است که به خصوص برای پوشش، جوهر، چسب، رزین و گریس مناسب است. سیلیس فوم ، یا فوم دی اکسید سیلیکون ، توسط هیدرولیز بخار فاز سیلیکون تتراکلرید در شعله H2 / O2 تولید می شود. این فرایند با تولید هیدروکسیل هیدروفیلی فومیک بر روی سطح آن همراه است. سیلیکا فوم هیدروفوبیکی با استفاده از فرایند سیلیس هیدروفیلی فوم از طریق خطوط هیدروفوبیک مانند سیلان، سیلوکسان، سیلازان و غیره ساخته می شود.

پلی پروپیلن /نانوذرات سیلیکا:

پلی پروپیلن (PP) یک پلیمر همه کاره است که به طور گسترده در منسوجات و بسته بندی استفاده می شود. در عمل، محصولات PP تجاری موجود در فرم های کامپوزیت معمولا حاوی پرکننده های میکرونیزه هستند که به عنوان تقویت کننده عمل می کنند. به تازگی، نانوکامپوزیتهای پلیمری با توجه به خواص برتر آنها در مقایسه با مواد کامپوزیتی معمول، به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. بهبود خواص مکانیکی، مانند سختی و سختی، خواص ابعادی و حرارتی با نانوفیلرها به دست می آید. درجه پراکندگی پرکننده تا حد زیادی بر راندمان افزایش تاثیر می گذارد. بنابراین، برای رفع این خواص عالی، بسیار مهم است که اندازه متوسط پرکننده ها در محدوده اندازه نانومتری با توزیع ذرات ریز در ماتریس پلیمری باشد. نانولوله کربنی (CNT) و مونتموریلونیت (MMNT) به عنوان نانوفیلر برای پلاستیک و همچنین الیاف، سرب را جذب کرده اند. یکی دیگر از گزینه های جالب، نانو سیلیکا است که به عنوان پرکننده مواد پلیمری مورد بررسی قرار گرفته و پتانسیل زیادی برای ساخت پلیمر با کارایی بالا دارد. فیلم های نانوکامپوزیت سیلیکا PP / هیدروفیلیکی تهیه شد. دو روش مخلوط کردن، مخلوط کردن اکستروژن و مخلوط کردن انحلال پذیرفته شد. نانوکامپوزیتهای به دست آمده به فویل تخت فشرده شدند

اپوکسی/نانوذرات سیلیکا:

رزین های EPOXY پلیمرهای آمورف بسیار متخلخل هستند که برای عایق سازی ترانسفورماتورهای قدرت، تابلو، ماشین های دوار و غیره استفاده می شود. حساسیت کامپوزیت های اپوکسی به رطوبت موضوع جدی موضوع نگرانی است زیرا جذب آب می تواند تغییرات قابل توجه و احتمالا غیرقابل برگشت به مواد را ایجاد کند. رزین اپوکسی می تواند تا چند درصد وزن آب در یک محیط مرطوب جذب کند و منجر به تخریب کلی خواص دی الکتریک شود. چنین شرایطی ممکن است توسط پرکننده های معدنی، که اغلب برای بهبود خواص مکانیکی و حرارتی آنها استفاده می شود، کاهش می یابد و هزینه های آنها نیز افزایش می یابد. سنتز ذرات نانومتری در حال تبدیل شدن به معمول است. از آنجا که مقیاس طول آنها با مولکول های پلیمری قابل مقایسه است و سطح خاصی از سطوح ذرات در یک کامپوزیت، نانوذرات خواص جدیدی را به عنوان پرکننده نشان می دهند. به تازگی، تحقیق با استفاده از نانوذرات مختلف در سیستم های دی الکتریک موجود در یک روش مقرون به صرفه منجر به نانو کامپوزیت ها با مزایای بهبود یافته بیش از سیستم های پرکننده معمولی شده است. با این حال، تأثیر آب بر روی نانوکامپوزیت ها هنوز به خوبی شناخته شده نیست. از آنجایی که رابط اپوکسی - ذرات پتانسیل برای آب است، نانوکامپوزیت هایی با مناطق خاص بسیار خاص ممکن است به خصوص از اثرات این آب آسیب پذیر باشند. ممکن است که یک ضعف ناشی از آب اثر منفی بر رفتار مکانیکی و الکتریکی دیگر بهبود یافته با ترکیب نانوذرات داشته باشد. با این حال، تعامل بین فاز بین نانوذرات معدنی و ماتریکس PVC نقش مهمی در سخت شدن کامپوزیت ها دارد. یک روش موثر برای افزایش خواص مکانیکی کامپوزیت های PVC، بهبود تعامل موثر بین ماتریس و تقویت است. پیشنهاد شده است که بعد رابط و قدرت تعامل به طور قابل توجهی بر خواص کششی نهایی کامپوزیت ها تاثیر می گذارد.
اکریلونیتریل بوتادین استایرن/نانوذرات سیلیکا

محققان به تازگی علاقه مند به استفاده از سیلیکا به خوبی پراکنده برای تهیه نانوکامپوزیت های پلیمری / سیلیکا جدید هستند، به ویژه اینکه ترکیب ذرات سیلیکای کروی با کوپلیمرهای آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) و ویژگی های عالی توسط نانوذرات معدنی با قابلیت کارآیی و قابلیت فرایند آسان ترموپلاستیک  لاستیک-سخت ارائه می دهند. از آنجایی که سیلیس کلوئیدی در شرایط پایه بارهای منفی را حمل می کند، جاذبه های الکترواستاتیک احتمالا بین سطح سیلیکا و گروه های کاتیونی سیانو از قرار می گیرند. بنابراین، انتظار می رود که نانوذرات سیلیکا بر روی دانه های PB-g-SAN جذب شوند. همچنین هیبرید ABS / SiO2 به خوبی پراکنده می تواند توسط جذب سیلیکا بر روی سطح ذرات PB-g-SAN حاصل از اثر متقابل قوی پیوند هیدروژنی بین گروه های هیدروکسیل موجود در سطح سیلیکا و سیانوگرافی PB-g-SAN که می تواند از جداسازی فاز ماکروسکوپی در سیستم ترکیبی ABS / SiO2 جلوگیری کند.

پلی متیل متاکریلات/نانوذرات سیلیکا

فوم های میکرو سلولی مورد توجه قرار گرفتند و معمولا به عنوان فوم هایی با اندازه های متوسط سلولی به ترتیب 10μm و تراکم سلول در حدود 109-1015 سلول در سانتی متر مکعب تعریف شده است. در مقایسه با پلیمرهای فوم نشده، ساختار منحصر به فرد فوم های میکرو سلولی به طور کلی دارای خواص بهتر هستند. ذرات پرکننده نانوسیدی نیز به عنوان هسته فوم شناخته شده مورد مطالعه قرار گرفته است.محققان از سیلیکات لایه ای اصلاح شده ارگانیک (organoclay) به عنوان هسته ای برای تولید پلی پروپیلن  / رس، پلی لاکتیک اسید زیست تخریب / خاک رس و پلی کربنات / رس پلیمری نانو کامپوزیت به عنوان عامل فوم استفاده کردند.در مقایسه با پلیمرهای فوم نشده، ساختار منحصر به فرد فوم های میکرو سلولی به طور کلی دارای خواص بهتراست. ذرات پرکننده نانو ذرات نیز به عنوان هسته فوم شناخته شده اند

دانشمندان نانوذرات پلاستیکی و استوانه ای مانند رس، نانو فایبر کربن (CNF) و نانولوله کربنی (CNT) را به عنوان هسته ای برای تولید سولفات پلی متیل متاکریلات / خاک رس، پلی استایرن / خاک رس، PS / CNF و PS / CNT به عنوان عامل رابه عنوان عامل CO2فومزا
استفاده کردند
 
از سوی دیگر، نانوذرات کروی مانند سیلیس نیز به ماتریس پلیمری برای کنترل ساختارهای فوم اضافه شده است.دانشمندان فوم فیلم های پلیمری را از طریق انتشار محدود سطح و اضافه کردن ذرات نانوسیلیکای خام یا سورفکتانتهای CO 2 -philic کنترل کرده اند. محققان با موفقیت با ترکیب ذوب، PC / سیلیکات نانوکامپوزیت را آماده کردند. پس از این، آنها نانو کامپوزیت ها را در اتوکلاو بوسیله فرآیند دسته ای با استفاده از CO2 فوق بحرانی فوم کردند. با این حال، اثر ذرات سیلیس بر روی سطح پلی کربنات نانوکامپوزیت سیلیکا به ندرت ذکر شده است. بنابراین، مطالعات مقایسه ای برای اثر VMS و ذرات RS بر ساختار سلولی، خواص عایق بندی و پایداری حرارتی فومهای PSA گرمانرم انجام شد. مواد PSN از طریق پلیمریزاسیون فله در محل ساخته شد و فوم PSN در یک اتوکلاو توسط یک فرآیند دسته ای با استفاده از نیتروژن به عنوان عامل فوم تولید شدو توانایی پراکندگی ذرات سیلیس در ماتریس PMMA و تجزیه و تحلیل ساختار سلول های فوم PSN با استفاده از مطالعات TEM و تصاویر SEM مورد بررسی قرار گرفت. GPC برای تعیین وزن مولکولی نمونه های آماده شده استفاده شده است. اثر ترکیب مواد بر خواص عایق و پایداری حرارتی فوم های PSN با استفاده از روش LCR، TPS و TGA مورد بررسی قرار گرفت.
منابع:
A REVIEW OF NANO-FILLERS EFFECTS ON INDUSTRIAL
POLYMERS AND THEIR CHARACTERISTICS
A.THABET, Y. A. MOBARAK, and M. BAKRY

www.azonano.com

برچسب: سیلیکا, سیلیکون, sillica, sillicon, nano sillica, nano composite, نانو کامپوزیت , نانوذرات, نانو ذرات سیلیکا, پلیمر, پی وی سی

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !
تصویر موجود نمیباشد