سنتز کامپوزیت های پلی یورتان- نانوخاک رس دارای حافظه شکلی و بررسی ساختار شیمیایی و برهم کنش های بین نانوذرات و پلیمر در آنها

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

چکیده

تاکنون پژوهش های مختلفی در زمینه پلیی ورتان های دارای حافظه شکلی انجام شده، اما درباره پلیی ورتان بر پایه پلی کاپرولاکتون با وزن مولکولی ٢٠ g/mol  گزارشی اعلام نشده است. دراین پژوهش سعی شد، به این سوال پاسخ داده شود که ساختار شیمیایی، نحوه پراکنش نانوذرات در بستر پلیمر و برهم کنش های بین نانوذرات و پلیمر در کامپوزیت های پلیی ورتان نانوخاک رس بر پایه پلی کاپرولاکتون با وزن مولکولی ٢٠ g/mol چگونه است. قطعه های نرم و سخت به ترتیب بر پایه پلی کاپرولاکتون ) PCL ( با وزن مولکولی ٢٠ g/mol و 4،1 - بوتان دی ال و ٤،٤ - دی فنیل متان دی ایزوسیانات )MDI/BDO ( هستند. نسبت وزنی قطعه های نرم به سخت ٦٥/ ٣٥ در نظرگرفته شده است. کامپوزیت ها در مقادیر ١ و ٣ درصد وزنی نانوذرات خاک رس )Closite 30B یاC30B( با پلیمرشدن درجا به روش دومرحله ای سنتز شدند. اثر نانوذرات بر برهم کنش زنجیرهای پلیی ورتان نانوخاک رس، بلورینگی، خواص مکانیکی و اثر حافظه شکلی به ترتیب با استفاده از روش های طیف سنجی زیرقرمز، گرماسنجی پویشی تفاضلی، آزمون کشش و آزمون حافظه شکلی بررسی شد. مقدار اختلاط فازها و پیوندهای هیدروژنی در مقادیر ١% وزنی نانوذرات خاک رس افزایش یافت، در حالی که وجود ٣% وزنی نانوخاک رس سبب جدایی فاز شد. روش های گرماسنجی پویشی تفاضلی مدوله، پراش پرتوX و میکروسکوپی نیروی اتمی، پراکنش مناسب نانوذرات را برای ١% وزنی نانوذرات خاک رس در ماتریس پلیمر نشان داد. افزودن نانوذرات منجر به استحکام کششی بهتر نسبت به نمونه خالص و بازگشت شکلی بیشتر نسبت به تمام نمونه ها شد. مشخص شد، بلورینگی قطعه های نرم منجر به افزایش مدول و بهبود پارامتر تثبیت شکلی می شود. نتایج حاصل از آزمون گرماوزن سنجی ساز و کار تخریب سه مرحله ای را برای پلیی ورتان بر پایه PCL،MDI و BDO نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis of Shape Memory Polyurethane/Nanoclay Composites: Chemical Structure and Interactions between Polymer and Nanoclay Particles

نویسندگان [English]

  • Mahnaz sadat Haghayegh
  • Gity Mir Mohamad Sadeghi
  • bahman shamayeli
چکیده [English]

Although  there  are many works  published  on  shape memory  polyurethanes, but  no  report  is  found  on  PCL-based  polyurethane  composite  using  PCL with  molecular  weight  of  2000  g/mol  and  nanoclay  particles  via  in-situ polymerization.  In  this  work,  we  try  to  approach  some  problems  concerning  the chemical structure, dispersion of a noparticles in the matrix and interaction between nanoparticles  and  polymer  in  shape  memory  of  PCL  (Mn=  2000  g/mol)-based  polyurethane/nanoclay  composites.  While  PCL  (Mn=  2000  g/mol)  polyurethane constituted the soft segments, MDI/BD formed the hard segments. The weight ratio of  soft  to  hard  segments was  found  to  be  65/35. Composites were  synthesized  in presence 1 and 3 wt% of nanoclay (Cloisite®30B) via in-situ polymerization by a two-step method. Effect of nano particles on their interactions with polyurethane chains, crystallinity, mechanical properties and shape memory have been investigated using

کلیدواژه‌ها [English]

  • polyurethane composite
  • Nanoclay
  • two-step in-situ polymerization
  • shape memory properties
  • chemical structure