بررسي خواص آب گريزي پوشش‌هاي نانوكامپوزيت پليمري حاوي نانوذره SiO2

Investigation of the Hydro phobicity of Polymer Matrix Nanocomposite Coatings Containing SiO2 Nanoparticles

پوشش‌هاي آب‌گريز كابردهاي بسيار زيادي در صنعت ساختمان، پزشكي، برق، نفت و گاز، خودروسازي، صنايع دفاعي و... دارند. در اين تحقيق پوشش‌هاي پلي استايرن نانوكامپوزيتي حاوي درصدهاي مختلف نانو ذره سيليكا تهيه شده و خاصيت آب گريزي آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه وقتي محتواي نانوذره سيليكا ۰/۵ درصد وزني است، بيش‌ترين آب گريزي به دست مي‌آيد. اين موضوع ناشي از توزيع مناسب نانوذره در پوشش مورد نظر و ايجاد پوشش يكنواخت تر با زبري سطح مناسب مي‌باشد. افزايش نسبي در زبري سطح پوشش توسط ميكروسكوپ نيروي اتمي(AFM) پس از افزودن نانوذرات سيليكا مشاهده شد. بهبود در خواص آب گريزي پوشش نانوكامپوزيتي پس از استفاده از نانوذره سيليكا با آزمون اندازه گيري زاويه تماس قطره آب انجام شده و زاويه تماس نمونه ها با يكديگر مقايسه گرديد. زاويه تماس آب روي سطح پوشش نانوكامپوزيتي به دليل به دام افتادن هوا براي جلوگيري از انتشار آب در شيارهاي سطح و افزايش زبري سطح با افزودن ۵ درصد وزني نانوذره سيليكا به طور قابل توجهي افزايش يافت.

The hydrophobic coatings has variety of different applications in the civil, medical, power, oil and gas, automobile, defense industries. In the current study, the Poly styrene nanocomposite coatings containing different weight percentage of silica nano particles were prepared. The results indicated that the hydrophobicity of the coatings is increased by the concentration of silica nanoparticles. The sample containing 0.5 wt% SiO2 nanoparticles showed the highest hydrophobicity due to the proper distribution of nanoparticles in small amounts inside the coating, creating a more uniform coating with suitable surface roughness. Moreover, after adding the silica nanoparticles, a slight increase was detected in the coating s surface roughness by atomic force microscopy (AFM). Improvement in the hydrophobic properties of nanocomposite coatings after the addition of silica nanoparticles was measured with the water- drop contact angle measurement test. The samples contact angles were compared. The water contact angle on the nanocomposite coating’s surface was significantly increased by incorporating of 5 wt% of silica nanoparticles due to the entrapment of air to prevent diffusion of the water into the surface grooves and increase in surface roughness.