کتب و مقالات
فیلم های آموزشی
دوره های آموزشی

کد : ٩۵۶٩
تاریخ انتشار : ١٣٩۶/١٠/١٣
بازدید : ٢٢٩

نانو خاک رس (NanoClay)


به‌طورکلی نانو می‌تواند به‌عنوان سازگار کننده بین فاز‌ها عمل کند و منجر به تولید کامپوزیت‌هایی با خواص مکانیکی بهبود یافته شود.


نانو خاک رس (NanoClay)

نام نانو خاک‌رس يك نام عمومى براى مواد معدنى سيليكات لایه‌ای است. اين مواد شامل سیلیکات‌های لایه‌ای طبيعى مانند مونت موريلونت و همچنين سيليكات هاي سنتزي مانند ماگاديت، ميكا، لاپونيت، و فلوئوروهكتوريت می‌شوند.سیلیکات‌های لایه‌ای مواد معدني هستند كه از واحدهاي بلوري لایه‌ای تشكيل یافته‌اند و شامل مقادير مشخصي از غیر فلزات مانند سيليكون، پروتئين و اكسيدهاي آهن و عنصر تيتانيوم می‌باشند كه ممكن است مواد مضري بوده و منجر به ناپايداري و يا ايجاد ساختارهاي غيرمفيد در بلور شوند. بنابراين، سيليكات لایه‌ای بايد خالص‌سازی و تبديل به نانورس قابل‌استفاده در پليمر شود.

مونت موريلونيت جز نانو رس‌های اسمكتيت است. نانو رس‌های از نوع اسمكتيت به دو دليل در تهيه نانو کامپوزیت‌های پليمري مناسب هستند. اولاً اين مواد داراي خواص شيميايي و نفوذپذيري بسيار خوبي می‌باشند كه اين امر اين اجازه را می‌دهد كه به‌منظور سازگارشدن با پليمرهاى آلي بتوان آن‌ها را ازلحاظ شيميايي اصلاح كرد، ثانیاً اين مواد در طبيعت در همه‌جا يافت می‌شوند و ازلحاظ معدني به‌صورت خالص بوده و داراي قدرت پايين می‌باشند.

به علت اهميت تجارت تجاري پليمرها، مواد پليمري نانو کامپوزیتی نيز ارزش و اهميت بسياري پیداکرده‌اند. امروزه سیلیکات‌های لایه‌ای به‌عنوان اصلاح‌کننده‌هایی براي بهبود عملكرد پليمر اهميت یافته‌اند. نانو رس می‌تواند در درصدهای وزني پايين به كار رود و جايگزين ساير تقویت‌کننده‌های مرسوم مورداستفاده در صنعت پليمر نظير تالك، كربنات كلسيم و غيره شود.

 

ساختار نانو خاک رس

مشخصات سطح نانو رس در نوع مورفولوژي نهايي كه در نانو کامپوزیت حاصل می‌شود تعیین‌کننده است.

بنابراين لازم است كه ابتدا با ساختار دقيق نانو رس‌ها آشنايي كامل داشت. همان‌طور كه گفته شد سیلیکات‌های لایه‌ای از واحدهای بلوري لایه‌ای تشکیل‌شده‌اند و بر اساس رابطه نسبي اين دو صفحه بلوري واحد با يكديگر، می‌توان آن‌ها را به سه دسته تقسيم كرد:

نوع اول١:١ : بلور واحد لایه‌ای از يك صفحه بلوري سيليكاتي چهاروجهی ترکیب‌شده با یک‌لایه بلوري آلومينيوم هشت‌وجهی تشكيل يافته است.

نوع دوم ٢:١ : بلور واحد لایه‌ای در دو صفحه بلوري سيليكاتي چهاروجهی ترکیب‌شده با يك صفحه بلوري آلومينيوم هشت‌وجهی در بين دو صفحه سيليكاتي تشكيل يافته است

نوع سوم٢:٢ : بلور واحد لایه‌ای از چهار صفحه بلوري تشكيل يافته كه صفحات بلوري سيليكاتي چهاروجهی و آلومينيومي يا منیزیم هشت‌وجهی به‌طور یک‌درمیان قرارگرفته‌اند.

سیلیکات‌های لایه‌ای مرسومي كه استفاده می‌شود از نوع ٢:١ بوده و ساختار بلوري متشكل از لایه‌های دوبعدی دارند كه در شكل۲-۱۰ديده می‌شود. ضخامت اين ساختار nm ١ است و شامل دو صفحه سيليكاي چهاروجهی متصل به لبه‌های يك صفحه مياني هشت‌وجهی آلومينيوم (مونت موريلونيت) يا منيزيم (هكتوريت) است. به علت جايگزينى Si4+ توسط Al3+ در صفحات چهاروجهی و Al توسط Mg در صفحات هشت‌وجهی، بار منفي اضافي در لایه‌های مونت موريلونيت ايجاد می‌شود. اين جانشيني، جانشيني همريخت كاتيون نام دارد كه دليل اصلي تبادل كاتيوني در بسياري از مواد معدني نظير مونت موريلونيت است و هنگامى رخ می‌دهد كه بعضی‌اتم ها در ساختار بلوري با اتم‌های ديگر با بارهاي متفاوت بدون هیچ‌گونه تفاوت در شكل ساختاري بلوري تعويض شوند.بار منفي(١-) تولیدشده می‌تواند به‌طور طبيعي با كاتيون جذب‌شده از محلول اطراف موازنه شود. درواقع بار منفي به‌وسیله کاتیون‌هایی از قبيل Na و Ca كه بين لایه‌ها قرار می‌گیرند خنثي می‌گردد. ازآنجایی‌که اين کاتیون‌ها مربوط به ساختار اصلي نانو رس نيستند، می‌توانند با برخي کاتیون‌ها يا مولکول‌های ديگر مبادله شوند. با قرار گرفتن اين لایه‌ها بر روي يكديگر نيروي واندروالسی منظمي بين آن‌ها ايجاد می‌شود كه یک‌فاصله بين لایه‌ای را به نام d به وجود می‌آورد. سیلیکات‌های لایه‌ای كه قابليت تورم در آب را دارا هستند، ساختاري همچون شكل زیر دارند.
 

برچسب: پرکننده و فیلر, نانو خاک رس, نانوکامپوزیت, بهبود خواص مکانیکی, مواد معدنی

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !
تصویر موجود نمیباشد