سنتز پلیمرهای شاخه‌دار و پراکنش نانوذرات سیلیکا و اثر برهم‌کنش آن‌ها بر شکل‌شناسی سیمان آبدار شده

انواع پلیمرهای شاخه‌دار از واکنش پلیمرشدن درجای رادیکالی آزاد مونومرهای آکریلیک اسید (AA)، مالئیک انیدرید (MA) و پلی‌اتیلن گلیکول متیل‌اتر متاکریلات با وزن مولکولی   950g/mol (PEGMA) با درصدهای مختلف از نانوذرات سیلیکا سنتز شدند. شناسایی ساختاری این ترکیبات با روش‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن (1HNMR) و سوانگاری ژل تراوایی (GPC) انجام شد. نتایج بررسی برهم‌کنش میان پلیمرهای شاخه‌دار با نانوذرات با گرماوزن‌سنجی (TGA‌) نشان داد، در شرایط اسیدی پیوندهای هیدروژنی میان عاملیت‌های موجود در زنجیر پلیمری با سطح نانوذرات بسیار قوی‌تر از شرایط خنثی است. همچنین، نوع برهم‌کنش میان عاملیت‌های موجود در زنجیر پلیمری با گروه‌های هیدروکسی موجود در سطح نانوذرات در شرایط اسیدی و خنثی متفاوت است. بررسی پراکنش نانوذرات سیلیکا در مجاورت پلیمرهای شاخه‌دار با استفاده از روش‌های پراکندگی نور دینامیکی (DLS) و میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) انجام شد. نتایج نشان داد، در شرایط اسیدی اندازه ذرات بسیار بزرگ بوده و پراکنش به‌خوبی انجام نشد. در شرایط خنثی و پس از صوت‌دهی، نیز پراکنش نانوذرات به‌خوبی انجام شد. همچنین، با افزایش درصد وزنی نانوذرات از %7/4 به %23 وزنی، مقدار پراکنش نانوذرات کمتر ‌شد. افزون براین، نتایج SEM مربوط به سطح مقطع سیمان نشان داد، نانوذرات پراکنده شده به‌خوبی درون سیمان توزیع می‌شوند و پلیمرهای شاخه‌دار روی شکل‌شناسی ساختار بلور‌های ایجاد شده در سیمان اثر شایان توجهی دارند. نتایج پراش پرتو X با انرژی پاشنده (EDAX) نشان داد، پلیمرهای شاخه‌دار و نانوذرات به‌خوبی درون سیمان پخش شدند.