پديدآورندگان :
موسوي نژاد سيدرضا دانشكده شيمي، دانشگاه صنعتي اميركبير، تهران، ايران , شريعتي نيا زهرا shariati@aut.ac.ir دانشكده شيمي، دانشگاه صنعتي اميركبير، تهران، ايران , رحيمي اقدم طاهر دانشكده شيمي، دانشگاه صنعتي اميركبير، تهران، ايران
كليدواژه :
بازدارندگي شعله , پلي‌اكريلونيتريل , نانوكامپوزيت پليمري , نقاط كوانتومي , سنتز , نانوساختار
چكيده فارسي :
پلي اكريلونيتريل (PAN) يك پليمر سنتزي است كه به دليل مقاومت در برابر پرتو فرابنفش، انعطافپذيري، كشساني و رنگپذيري بالا، به‌وفور در در فرش، پتو و ساير منسوجات استفاده ميشود. يكي از چالشهايي كه PAN همانند اغلب پليمرها با آن روبرو است، اشتعالپذيري و قابليت سوختن آن است كه ميتواند آغازگر يك آتشسوزي در يك ساختمان باشد. به همين دليل، در اين پژوهش، نانوساختارهاي نقاط كوانتومي گرافن اكسيد اصلاح‌شده با نيتروژن (NGQD)، نقاط كوانتومي گرافن اكسيد اصلاح‌شده با نيتروژن و فسفر (NPGQD)، سنتز شدند و سپس با روشهاي پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، تفكيك انرژي پرتو ايكس (EDS)، نقشه عنصري، طيفسنجي فروسرخ تبديل فوريه (FTIR) و طيفسنجي فوتوالكتروني پرتو ايكس (XPS) مشخصه‌يابي شدند. در ادامه با فرآيندي مشابه فرآيند توليد نخ PAN، نانوكامپوزيتهاي 2% وزني PAN/NGQD و PAN/NPGQD تهيه شدند. در ادامه، پايداري حرارتي، اشتعالپذيري و رفتار آتش اين نانوكامپوزيتها با استفاده از روشهاي آناليز گرماوزني (TGA)، آزمون UL-94 و گرماسنجي مخروطي موردبررسي قرار گرفت. زغال باقيمانده از سوختن هر يك از نمونه ها نيز با استفاده از روشهاي FESEM و طيف سنجي رامان موردمطالعه قرار گرفت. در نهايت، نتايج نشان داد كه به لحاظ پايدار حرارتي، بازدارندگي شعله و مهاركنندگي دود، نمونه PAN/NPGQD نسبت به نمونه PAN/NGQD عملكرد بهتري دارد.
چكيده لاتين :
Inspired by this, we designed mild and one-spot synthesis methods for production of nitrogen (NGQD) plus nitrogen and phosphorous (NPGQD) doped graphene oxide quantum dots, nanostructures. Then, the crystalline and chemical structures plus morphology of the synthesized nanostructures were characterized by XRD, FESEM, TEM, EDS, FTIR, and XPS. Next, PAN/NGQD, PAN/NPGQD, and PAN/IP nanocomposites (2% w/w) were prepared by a solvent blending method and their thermal stability, flame retardancy and fire hazards were thoroughly investigated by TGA, UL-94, and cone calorimetry. Results showed that from thermal stability, flame retardancy, and smoke suppressant point of view, PAN/NPGQD had better performance. The PAN/NPGQD nanocomposite exhibited significantly higher thermal stability, flame retardancy and smoke suppressant capability in addition to lower fire hazard properties in comparison to the neat PAN and the other nanocomposites. These improvements were deduced to the five characteristic abilities of the NPGQD consist of a) catalyzing of carbonization reaction, b) N-P synergistic effect, c) layered and 2D structure of the NPGQD, d) ability of NPGQD to release inert gases like water through endothermic reaction, and e) uniform dispersion of NPGQD in the PAN.
