تهیه، شناسایی و بهبود ویژگی گرمایی و مکانیکی پوشش‌های آکریلیکی با نانوذرات

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 12، دوره 14، شماره 3، مهر 1399، صفحه 106-122   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

شکوفه باقری¹؛ مریم کلانتری^{* 2}؛ سمیه فزونی³؛ حسن هاشمی‎پوررفسنجانی⁴

¹دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشکده، فنی- مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

²استادیار شیمی آلی، بخش شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

³استادیار شیمی آلی، گروه مهندسی معدن، موسسه آموزش عالی زرند، زرند، ایران

⁴استاد مهندسی شیمی بخش مهندسی شیمی، دانشکده فنی- مهندسی و عضو انجمن پژوهشگران جوان، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

بستر بسپاری در نانوچندسازه‌های هیبریدی آلی- معدنی موجب انعطاف‌پذیری و سبکی وزن می‌شود و نانوذرات معدنی وظیفه استحکام گرمایی بالا و بهبود ویژگی مکانیکی را عهده‎داراند. در این پژوهش، هم­بسپار متیل‌متاکریلات – بوتیل‌آکریلات (BA-MMA) به روش بسپارش تعلیقه رایج، با درصد تبدیل 15/96 % تهیه شده است.برای ساخت نانوچندسازه، از نانوذرات نقره، تیتانیم دی‎اکسید، آهن اکسید (Fe₃O₄)، سیلیکا اصلاح‎نشده و نیز سیلیکا اصلاح‎شده با اصلاح‎کننده‌های 3-(تری‎متوکسی‎سیلیل)پروپیل‌ متاکریلات (MPS) و   دی­­کلرومتیل‎وینیل‎سیلان (DMVS) استفاده شد. برپایه نتایج آزمون وزن‌سنجی گرمایی، نانوچندسازه حاصل از هم­بسپار BA-MMA حاوی 3/0 گرم سیلیکای اصلاح‎شده با 183/0 میلی‌لیتر اصلاح‎کننده‌ دی‎کلرومتیل‎وینیل­‎سیلان بالاترین مقدار پایداری گرمایی را نشان داد. مقاومت مکانیکی این نمونه نسبت به خراش نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که این پوشش با ضریب اصطکاک پایین با مقدار 724/0 و ضریب خراش پایین با مقدار N^-1/2 267/، نسبت به خراش، مقاومت بالایی دارد. برای تأیید ساختارهای شیمیایی طیف­سنجی فروسرخ تبدیل فوریه به‎کارگرفته شد.

کلیدواژه‌ها

پوشش؛ نانوچندسازه؛ بسپارش تعلیقه؛ پایداری گرمایی؛ مقاومت به خراش

مراجع

[1] Romo-Uribe, A.; Arcos-Casarrubias, J.; Reyes-Mayer, A.; Guardian-Tapia, R.; European Polymer Journal 76, 170-87, 2016.

[2] Romo-Uribe, A.; Arcos-Casarrubias, J.A.; Hernandez-Vargas, M.L.; Reyes-Mayer, A.; Aguilar-Franco, M.; Bagdhachi, J.; Progress in Organic Coatings 97, 288-300, 2016.

[3] Ramos-Fernández, J.; Guillem, C.; Lopez-Buendía, A.; Paulis, M.; Asua, J.; Progress in Organic Coatings 72(3), 438-42, 2011.

[4] Sirapanichart, S.; Monvisade, P.; Siriphannon, P.; Nukeaw, J.; Iran Polym J. 20(10), 803-811, 2011.

[5] Liu, R.; Winnik, M.A.; Stefano, F.D.; Vanketessan, J.; Macromolecules 34, 7306-14, 2001.

[6] Liu, Y.; Schroeder, W.; Soleimani, M.; Lau, W.; Winnik, MA.; Macromolecules 43(15), 6438-49, 2010.

[7] Tomba, J.P.; Portinha, D.; Schroeder, W.F.; Winnik, M.A.; Lau, W.; Colloid Polym Sci. 287, 367-378, 2009.

[8] Pishvaei, M.; Journal of Color Science and Technology2, 159-169, 2008.

[9] Afghani, T.; Bagheri, R.; Nehzat, M.; Iranian Journal of Polymer Science and Technology19(4), 255-264, 2006.

[10] Sayer, C.; Lima, E.; Pinto, J.; Arzamendi, G.; Asua, J.; Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 38(2), 367-75, 2000.

[11] Seyed mohaghegh, M.; Nekomaneshe haghighi, M.; Iranian Journal of Polymer Science and Technology10(1), 21-27, 1997.

[12] Hong, S.; Soleimani, M.; Liu, Y.; Winnik, MA.; Polymer 51(14), 3006-13, 2010.

[13] Qi, D.M; Bao, Y.Z; Weng, Z.X; and Huang, Z.M.; Polymer 47, 4622-4629, 2006.

[14] Abbasian, M.; Razavi, L.; Jaymand, M.; Ghasemi Karaj-Abad, S.; Scientia Iranica 26(3), 1447-1456, 2019.

[15] Bee, S.L.; Abdullah, M.A.A.; Bee, S.T.; Sin, L.T.; Rahmat, A.R.; Progress in Polymer Science 85, 57-82, 2018.

[16] Dashtizadeh, A; Abdouss, M; Mahdavi, H; and Khorassani, M; Applied Surface Science 257, 2118-2125, 2011.

[17] Amerio, E; Fabbri, P; Malucelli, G; Messori, M; Sangermano, M; and Taurino, R; Progress in Organic Coatings  62, 129-133, 2008.

[18] Sangermano, M; Gaspari, E; Vescovo, L; Messori, M; Progress in Organic Coatings 72, 287-291, 2011.

[19] Bauer, F; Flyunt, R; Czihal, K; Buchmeiser, M. R; Langguth, H; Mehnert, R; macromolecular Materials and Engineering 291, 493-498, 2006.

[20] Sadeghi, H.; Master Thesis in Chemical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, 2012.

[21] Mohammadi, M.; Moradi, Sh.; Waziri, S.A.; Nozari, M.; Journal of Applied Research in Chemistry (JARC), 9(4), 51-62, 2015.

[22] Thakur, S.; & Arotiba, O.; Adsorption Science & Technology, 36(1-2), 458-477, 2018.

[23] Ali Beigi, S.; Master Thesis, Payame Noor University, Kerman, 2015.

[24] Motlagh, A.L; Bastani, S; Hashemi, M; Progress in Organic Coatings 77, 502-511, 2014.

[25] Mahdavian, A.R; Sehri, Y; Salehi-Mobarakeh, H; European polymer journal 44, 2482-2488, 2008.

[26] Yang, Y; Mahdavian, A.R; Daniels, E.S; Klein, A; El-Aasser, M.S; Journal of Applied Polymer Science 127, 3768-3777, 2013.

[27] Guin, D; and Manorama, S.V; Materials letters 62, 3139-3142, 2008.

[28] Loste, J.; Lopez-Cuesta, J. M.; Billon, L.; Garay, H.; & Save, M.; Progress in Polymer Science 89, 133-158, 2019.

[29] Javan Nikkhah, S; Hojati, H; and Moghbeli, M; Polymer-Plastics Technology and Engineering 53, 268-277, 2014.

[30] Shen, W; Sun, J; Liu, J; Mao, W; Nordstrom, J.D;  Ziemer, P.D; Journal of Coatings Technology and Research 1, 117-125, 2004.

[31] Wong, J.S; Sue, H.J; Zeng, K.Y; Li, R.K; Mai, Y.W; Acta Materialia 52, 431-443, 2004.

[32] Yazdimamaghani, M; Pourvala, T; Motamedi, E; Fathi, B; Vashaee, D; Tayebi, L; Materials 6, 3727-3741, 2013.

[33] Diaconu, G; Paulis, M; Leiza, J.R;  Polymer 49, 2444-2454, 2008.

[34] Mohamadpour, S; Pourabbas, B; Fabbri, P; Scientia Iranica. 18, 765-771, 2011.

[35] Hamidian, H; Tavakoli, T; Carbohydrate polymers 144, 140-148, 2016.

[36] Sayer, C; Lima, E.L; Pinto, J.C; Arzamendi, G; Asua, J.M; Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 38, 1100-1109, 2000.

[37] Zhang, W; Mu, L; Wang, Y; Lin, S; Pan, Q; Journal of Applied Polymer Science 131, 39991-7, 2014.

[38] Krupička, A;  Johansson, M; Hult, A; Progress in Organic Coatings 46, 32-48, 2003.

[39] Yahyaei, H;  Mohseni, M;  Tribology International 57, 147-155, 2013.

[40] Gauthier, C; Durier, A.L; Fond, C; Schirrer, R; Tribology International 39, 88-98, 2006.

[41] Sangermano, M; Messori, M, Macromolecular Materials and Engineering 295, 603-612, 2010.

[42] Gauthier, C; Schirrer, R; Journal of Materials Science 35, 2121-2130, 2000.

[43] Naimi‐Jamal, M; Kaupp, G; in Macromolecular symposia 274, 72-80, 2008.