اثر نوع نانوسیلیس بر خواص نانوکامپوزیت پلی‌اتیلن ترفتالات- سیلیس

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

چکیده

در این پژوهش، برخی از خواص نانوکامپوزیت پلی اتیلن ترفتالات به عنوان یکی از مهم ترین پلیمرهای مصنوعی مورد استفاده در صنعت نساجی مطالعه شده است. نانوکامپوزیت های بر پایه پلی اتیلن ترفتالات حاوی سه نوع ذرات سیلیس اصلاح شده به روش مخلوط مذاب تهیه شدند. اثر نوع و مقدار نانوسیلیس بر خواص مختلف نانوکامپوزیت با روش های طیف سنجی زیرقرمز، میکروسکوپی الکترونی پویشی، اندازه گیری زاویه تماس، میکروسکوپی نوری، گرماسنجی پویشی تفاضلی، آزمون تجزیه گرمایی و دینامیکی گرمامکانیکی بررسی شده است. نتایج طیف سنجی ATR نشان داد، برهمک نش های بین ذرات نانوسیلیس آب دوست عمدتا در سطح نانوکامپوزیت ها ایجاد می شوند. آزمون میکروسکوپی الکترونی برای بررسی وجود سیلیس در سطح کامپوزیت ها انجام شد که نشان داد خواص سطح بستگی به درجه آب دوستی سیلیس استفاده شده دارد. بررسی انرژی سطحی نانوکامپوزیت ها نشان داد، نانوذرات سیلیس اصلاح شده تمایل بیشتری به باقی ماندن در بستر پلیمر در مقایسه با نوع اصلاح نشده نشان می دهند. تصاویر میکروسکوپ نوری از نانوکامپوزیت های حاوی سیلیس نشان دهنده افزایش تعداد گویچه ها در بستر پلی اتیلن ترفتالات با افزایش درصد سیلیس است. گرماسنجی پویشی تفاضلی از نانوکامپوزیت های تهیه شده کاهش کمی در دمای ذوب را در مقایسه با پلی اتیلن ترفتالات خالص نشان می دهد. نتایج آزمون مقاومت گرمایی حاکی از آن است، بهبود در مقاومت گرمایی پلی اتیلن ترفتالات بستگی به نوع سیلیس به کار رفته و مقدار پراکنش ذرات در بستر پلی اتیلن ترفتالات دارد. مقدار برهمک نش بین ذرات نانوسیلیس و زنجیرهای پلی اتیلن ترفتالات در افزایش مقاومت کامپوزیت در برابر گرما مؤثر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Nanosilica Type on Properties of Polyethylene Terephthalane/Silica Nanocomposite

نویسندگان [English]

  • Mazeyar Parvinzadeh Gashti
  • Siamak Moradian
  • Abosaeed Rashidi
  • Mohamad-Esmail Yazdanshenas
چکیده [English]

This research is carried out to study some properties of polyethylene terephthalaten (PET) as one of the most important synthetic polymers used in textile industry. PET based nanocomposites containing three differently modified silica particles were prepared by melt compounding. The influence of type and amount of nanosilica on various properties of nanocomposite was studied by Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, contact angle determination, optical microscopy, differential scanning calorimetry, thermal gravimetry analyzer and dynamic mechanical thermal analyzer. ATR results indicated that the interactions of
hydrophilic nanosilica mainly occur at the surface of nanocomposites. SEM was used to confirm the presence of silica on the surface of nanocomposites and it showed that surface properties depend on hydrophilicity of nanosilica. Studies on surface tension of nanocomposites showed that modified nanosilica particles have higher tendency to remain in bulk polymer as compared with unmodified one. Optical microscopy images from nanocomposites-containing silica illustrated the increment of the
number of spherulites in the PET matrix with increases in silica percentage which were dependent on nano-silica type and content. Differential scanning calorimetry results of the nanocomposites showed a slight drop in the melting temperature compared to pure PET. The results obtained from thermal stability test showed that any improvement in thermal stability depends on the type of silica and dispersion of particles in polyethylene terephthalate. Moreover, the extent of interactions between nanosilica particles and polyethylene terephthatale chains affects on thermal stability of the composite.
of the composite.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanocomposite
  • polyethylene terephthalate
  • hydrophilic nanosilica
  • hydrophobic nanosilica
  • thermal properties