آخرین دستاوردها
خانه - دستاوردها و اختراعات - موفقیت پژوهشگران ایرانی در تولید پوشش‎های نانو کامپوزیتی شفاف

موفقیت پژوهشگران ایرانی در تولید پوشش‎های نانو کامپوزیتی شفاف

یکی از نانو ذرات پرکاربرد در صنعت پوشش‎های پلیمری که مصرف زیادی به عنوان افزایش دهنده مقاومت در برابر خش دارد، نانو سیلیکا است.از نقاط قوت سیلیکا در مقابل آلومینا می‎توان از پراکندگی کمتر نور نام برد که سبب شفافیت بیشتر پوشش نانو کامپوزیتی می‎شود. امروزه در صنعت، از نانو سیلیکای فومی به عنوان پرکننده، برای افزایش خواص پوشش‎های شفاف استفاده می‎شود. در صورت جایگزینی این نوع پوشش با نوع رسوبی می‎توان هزینه‎های تولید را کاهش داد. در این کار تحقیقاتی، تولید پوشش‎های شفاف نانو کامپوزیتی پلی یورتان اکریلیکی / نانو سیلیکا مدنظر بوده است که با اعمال آن بر روی سطح فولاد ساده کربنی، خواص مکانیکی آنها بررسی و از دو نوع نانو سیلیکای فومی و رسوبی به عنوان پرکننده در این پوشش استفاده شد.

سیلیکای فومی، پودری بی شکل، سفید، بی بو و بی مزه است که به وسیله فرایند آبکافت بخار دما بالای سیلیسیم تتراکلرید در شعله اکسیژن – هیدروژن بر طبق واکنش SiCl4 + 2H2 + O2 SiO2 + 4HCl حاصل می‎شود. در این روش سیلیکات‎ها به وسیله اسیدهای معدنی مانند اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک عمل آوری شده تا ذرات سیلیکای هیدراته ریز و در نتیجه رسوب دهی حاصل شود. سیلیکاهای رسوبی نسبت به انواع دیگر ارزان تر است. رضا اسلامی دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پلیمر دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در این مورد گفت: نانو سیلیکا به علت ضریب شکست نزدیک به ضریب شکست پوشش‎های شفاف می‎تواند گزینه مناسبی برای افزایش خواص پوشش‎ها باشد.

بر این اساس در این تحقیق مشاهده توانایی جایگزینی نانو ذرات سیلیکای فومی با نوع رسوبی مورد توجه بوده است. وی افزود: سیلیکاهای رسوبی به علت ارزانی می‎تواند از نظر اقتصادی گزینه مناسبی برای این جایگزینی باشد. اما باید خواص هر دو نوع پوشش مورد مقایسه قرار گیرد. در این راستا با پخش مناسب هر دو نوع نانو ذرات در زمینه پلی یورتانی، پوشش‎های شفاف تولید شد.اسلامی‎ادامه داد: خواص نوری از جمله شفافیت، براقیت و جذب UV-Vis و نیز خواص مکانیکی از قبیل استحکام چسبندگی پوشش به زیر لایه و مقاومت در برابر ضربه مورد ارزیابی قرار گرفت. وی گفت: نتایج آزمون شفافیت نشان می‎دهد که با افزایش درصد نانو سیلیکا از میزان شفافیت رزین اکریلیکی کاسته می‎شود. با این حال کاهش شفافیت به مقداری نیست که پوشش را دچار مشکل کند.

اما نوع رسوبی از خواص نوری بهتری نسبت به نوع فومی برخوردار است. اسلامی‎افزود: میزان جذب طیف‎های ماورابنفش از دیگر نتایج این تحقیق است؛ با افزایش درصد ذرات نانو سیلیکا، بر میزان طیف جذبی به ویژه در ناحیه فرابنفش افزوده شده و این جذب برای گونه رسوبی بالاتر است. وی اظهار کرد: جذب این طیف‎ها به طول عمر و کیفیت پوشش‎های براق در طول مصرف بسیار کمک و از تخریب زود هنگام جلوگیری می‎کند. در نتیجه پوشش‎های حاوی نانو سیلیکای نوع رسوبی می‎تواند از عمر بالاتری برخوردار باشد.

اسلامی خاطر نشان کرد: نتایج آزمون‎های استحام چسبندگی پوشش به زیر لایه حاکی از آن است که با افزودن نانو ذرات سیلیکا میزان چسبندگی پوشش افزایش می‎یابد. به طوری که افزایش ۶ درصد از نانو ذرات، چسبندگی را تا میزان ۴۰ درصد افزایش می‎دهد. وی گفت: در آزمون مقاومت به ضربه نیز مشاهده شد که مقاومت مستقل از مقدار نانو ذرات بوده و با افزایش درصد نانو ذرات در هر دو نوع تغییری در مقاومت به ضربه نانو کامپوزیت مشاهده نمی‎شود. نتایج این تحقیق که با تلاش مهندس رضا اسلامی، دکتر روح الله باقری و دکتر مهدی صالحی (عضو هیات علمی‎دانشگاه صنعتی اصفهان) و مهندس یاسر ‎هاشم زاده صورت گرفته است، که در مجله Progress in Organic Coatings منتشر شده است.

ایرنا

لینک کوتاه: http://iranetavana.ir/?p=1801

نظر خود را بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شد.خانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

معادله امنیتی *