تهیه ساختارهای هسته-پوسته با پلیمریزاسیون آنیلین در سطح نانوذرات دی اکسید تیتانیم و بررسی تاثیر آن بر خواص حرارتی پلی وینیل کلرید

پلی وینیل کلرید (pvc) دومین ترموپلاستیک پرمصرف در جهان بعد از پلی اتیلن است و در چهل سال گذشته نقش کلیدی در توسعه صنعت پلاستیک داشته است. pvc به دلیل دارا بودن ویژگی هایی از قبیل قیمت پایین، قابلیت تغییر فرمولاسیون، استحکام بالا، امکان اصلاح خواص مکانیکی و مقاومت در برابر شعله دارای کاربردهای گسترده ای در لوله ها، کابل های الکتریکی، عایق سازی سیم های مسی، ساخت چارچوب پنجره ها، آجر کف وپوشش های بام، فیلم های بسته بندی و ورقه ها می باشد. pvc از نظر حراتی و نوری ناپایدار است و تحت دماهای بالای مورد نیاز برای فرآورش آن به صورت حرارتی تخریب می گردد. این امر منجر به رنگ زدایی و تضعیف خواص مکانیکی پلیمر می گردد. بمنظور غلبه بر این معایب و بهبود خواص پلیمر، انواع مختلفی از کامپوزیت ها و نانوکامپوزیت ها با استفاده از افزودنی های متفاوت در ماتریس pvc تهیه گردیده است. اکسیدهای فلزی از جمله افزودنی های سازگار با محیط زیست بوده که تاثیر آن ها در خواص حرارتی pvc توسط محققان اثبات گردیده است. هدف کار پژوهشی حاضر بررسی تاثیر نانوذرات دی اکسید تیتانیم در خواص حرارتی pvc می باشد. اما با توجه به این که نانوذرات دی اکسید تیتانیم دارای انرژی سطحی بالایی می باشند و بصورت فاز معدنی وارد ماتریس آلی pvc می گردند، به صورت توده های میکرومتری در ماتریس پلیمری مجتمع می گردند و این امر منجر به کاهش کارآیی نانوافزودنی در ماتریس پلیمری می شود. بنابراین سطح نانوذرات دی اکسید تیتانیم از طریق تشکیل ساختارهای هسته-پوسته با پلیمریزاسیون مونومرآنیلین به وسیله روش پلیمریزاسیون اکسیداسیون شیمیایی در محل اصلاح گردید. تشکیل موفقیت آمیز نانوکامپوزیت هسته-پوسته tio2/پلی آنیلین از طریق تکنیک های ft-ir، uv-vis، xrd، semو tem اثبات گردید. خواص فتوکاتالیزوری نانوکامپوزیت هسته-پوسته tio2/پلی آنیلین بررسی گردید و با خاصیت فتوکاتالیزوری نانوذرات tio2 خالص مقایسه گردید. نتایج حاصل از بررسی خواص فتوکاتالیزوری نشان داد که تشکیل لایه پلی آنیلینی بر سطح نانوذرات tio2 باعث بهبود خواص فتوکاتالیزوری و افزایش پاسخ نوری tio2 در مقابل نور مرئی شده است. سپس نانوذرات tio2 اصلاح نشده و اصلاح شده بصورت نانوکامپوزیت هسته-پوسته tio2/پلی آنیلین بعنوان نانوافزودنی در ماتریس pvc قرار گرفت. بمنظور تشکیل کامپوزیت های pvc/nanotio2 و pvc/nanotio2-pani با درصدهای 5-1% از نانوافزودنی روش اختلاط در محلول به کار برده شد. تشکیل کامپوزیت های pvc/nanotio2 و pvc/nanotio2-pani از طریق تکنیک های ft-ir، uv-vis، xrd و sem اثبات گردید. خواص حرارتی فیلم pvc خالص، کامپوزیت های pvc/nanotio2 و pvc/nanotio2-pani از طریق تکنیک های tga/dtg، dta و dsc بررسی گردید. هم چنین خواص مکانیکی فیلم pvc خالص، کامپوزیت های pvc/nanotio2 و pvc/nanotio2-pani از طریق انجام تست کشش بررسی گردید. بطور کلی نتایج بدست آمده نشان داد که کامپوزیت pvc/nanotio2-pani از نظر حرارتی در مقایسه با pvc خالص و کامپوزیت pvc/nanotio2 پایدارتر است، زیرا پلی آنیلین موجود در سطح نانوکامپوزیت هسته-پوسته tio2/پلی آنیلین باعث ایجاد اتصالات عرضی مابین زنجیرهای pvc گشته و باعث می شود انتقال به فاز مذاب در دمای بالاتری اتفاق افتد. با این وجود کامپوزیت های pvc/nanotio2 استحکام مکانیکی بالاتری نسبت به pvc خالص و کامپوزیت pvc/nanotio2-pani نشان دادند. این امر در اثر وجود اندرکنش ضعیف تری بین نانوذرات tio2 و زنجیرهای pvc در کامپوزیت pvc/nano-tio2 در مقایسه با اندرکنش بین نانوکامپوزیت هسته-پوسته tio2/پلی آنیلین و زنجیرهای pvc در کامپوزیت pvc/nanotio2-pani است. این امر منجر به نیروهای قوی تری مابین زنجیرهای پلیمری pvc می گردد و باعث افزایش استحکام مکانیکی کامپوزیت های pvc/nano-tio2 در مقایسه با pvc خالص و کامپوزیت pvc/nanotio2-pani می شود.