تهیه و بررسی خواص نانوکامپوزیت های نوین با کارایی بالا حاوی آمینو اسیدهای مختلف بر پایه استفاده از نانوذرات اکسید روی و تیتانیم دی اکسید
Abstract
ساختارهای پلیمری از مهمترین دسته از ماتریسها برای تولید کامپوزیت ها محسوب می شوند. در سالهای اخیر توجه به بهینه سازی خواص کامپوزیت های ساخته شده با استفاده از پرکننده های در مقیاس میکرومتری با محدودیت هایی مواجه شده است. از این موارد می توان به عیوب بسیار ریز ناشی از تجمع ذرات که منجر به شکست و از هم گسستگی ساختاری می گردد اشاره کرد. در سالهای اخیر بینش متفاوتی برای رفع مشکلات مربوط به کامپوزیت های با پرکننده های در مقیاس میکرومتری گشوده شده است و آن ساخت کامپوزیت هایی با پر کننده های در مقیاس نانومتری می باشد که به عنوان نانوکامپوزیت ها شناخته شده اند. در این ساختارها، پرکننده ها حداقل در یک بعد، دارای ابعادی زیر یک صد نانومتر میباشند. طراحی نانوکامپوزیت ها با بکارگیری پلیمرهای عامل دار برای افزایش اثربخشی توزیع نانومواد در ماتریس پلیمری، یکی از مهمترین نکات در این زمینه می باشد که از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. استفاده از پلیمرهای مقاوم حرارتی از جمله پلی آمیدها، پلی (ایمید)ها و پلی (آمید-ایمید)ها در این زمینه به دلیل خواص مطلوب این پلیمرها از جذابیت ویژه ای برخوردار بوده است. به همین دلیل در این پروژه تحقیقاتی، نانوکامپوزیت های باکارایی بالای نوین بر پایه استفاده از ماتریسهای پلی(آمید-ایمید)ی مشتق شده از آمینو اسیدهای طبیعی شامل فنیل آلانین، آلانین، والین، لوسین و ایزولوسین و نانوذراتی چون اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم سنتز گردیدند. ماتریسهای پلی(آمید-ایمید)ی از طریق پلیمرشدن تراکمی دی اسید کلرایدهای فعال نوری با دی آمینهای حاوی گروه های حجیم آویزان تهیه شدند. همچنین ساختار شیمیایی پلیمرها با استفاده از طیف سنجی ft-ir، h-nmr1 و آنالیز عنصری مورد شناسایی و ارزیابی قرار گرفتند. خواص فیزیکی پلیمرها مورد ارزیابی قرار داده شد. بعد از تایید ساختار و بررسی خواص مختلف پلیمرهای سنتز شده دربخش بعدی پروژه، با استفاده از فرآیندهایی، سطح نانوذرات اصلاح شده و با استفاده از امواج فراصوت نانوکامپوزیت های بر پایه نانوذرات معدنی اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم تهیه گردیدند. به منظور اصلاح سطح نانوذرات zno، از معرف های گاما-متاکریلوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان(570kh) و گاما-آمینوپروپیل-تری اتوکسی سیلان(550kh) استفاده گردید. از معرف550kh نیز برای اصلاح سطح نانوذرات دی اکسید تیتانیوم استفاده شد. نانوکامپوزیت های تهیه شده با استفاده از تکنیکهای متفاوتی از جمله طیف سنجی ft-ir، xrd ،afm، fe-sem و tem بررسی شدند. میکروگرافهای اخذ شده از fe-sem و temدر نانوکامپوزیتهای مربوط به نانوذرات اصلاح شده اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم نشان داده اند که نانوذرات به صورت همگون در ماتریس پلیمر پراکنده شده اند. به منظور بررسی رفتار حرارتی نانوکامپوزیت ها از آنالیز tga استفاده گردید. اطلاعات بدست امده از آنالیز tga نشان داد که خواص حرارتی نانوکامپوزیت ها با افزایش محتوای نانو ذرات بهبود پیدا کرده است.