بررسي رفتار شبكه اي شدن نانوكامپوزيت هاي اپوكسي/ نانوصفحات اكسيد گرافن اصلاح شده با پليمر طبيعي نشاسته با كاربرد پوشش هاي مهندسي

Assessing the crosslinking behavior of nanocomposites based on epoxy and starch-modified graphene oxide nanosheets potent to be applied as engineering coatings

در اين پژوهش، پوشش هاي نانوكامپوزيتي بر پايه اپوكسي حاوي نانو صفحات اصاح نشده اكسيدگرافن و اكسيدگرافن اصاح شده با نشاسته تهيه و به كمك طيف سنجي مادون قرمز شناسايي شده و رفتار شبكه اي شدن آن ها با استفاده از داده هاي آزمون گرماسنجي روبشي تفاضلي غير هم دما مطالعه شده است. اين نانوكامپوزيت ها، به دليل دارا بودن نانوذرات صفحه اي و منشأ آلي، مي توانند به عنوان پوشش سطح فلزات در صنايع مختلف استفاده شوند. دليل استفاده از نشاسته، طبيعي بودن آن و نيز فراواني گروه هاي هيدروكسيل در ساختار آن است كه مي توانند با حلقه اپوكسي وارد واكنش پخت يا شبكه اي شدن شوند. سامانه هاي اپوكسي خالص داراي عامل پخت آميني و نيز سامانه هاي كامپوزيتي حاوي رزين اپوكسي، عامل پخت آميني و نانوصفحات اكسيدگرافن اصاح نشده يا اصاح شده با نشاسته در نرخ هاي حرارتي مختلف پخت شده اند تا رفتار حرارتي آن ها به دست آيد. تغيير نرخ گرمايش در آزمون مذكور سبب تغيير دماي آغاز و دماي اوج منحني هاي گرمازا شده و گرماي واكنش نيز به تبع آن تغيير مي كند. مشاهده شد كه حضور نانوصفحات اكسيدگرافن، واكنش هاي شبكه اي شدن را به تأخير مي اندازد. حال آنكه اصاح سطحي آن ها با پليمر طبيعي نشاسته از طريق نقش كاتاليزوري، اين ميزان تاخير را جبران نموده و چگالي شبكه اي شدن سامانه بالا مي رود.

In this research, nanocomposite coatings based on epoxy containing pristine graphene oxide and starch-modified graphene oxide are prepared and characterized by Fourier transfer infrared spectroscopy, and their crosslinking behavior is studied using nonisothermal differential scanning calorimetry. These nanocomposites, because of having platelet-like nanomaterials inside and their organic origin, can be applied as coating on metal surface in diverse industries.The reason behind using starch was its natural basis and abundance of hydroxyl groups in its structure which can take part in crosslinking reaction with epoxide. Neat epoxy systems having amine curing agent, and nanocomposites containing epoxy, amine curing agent, andpristine or starch-modified graphene oxide nanosheets were cured at different heating rates to assess their curing behavior. Change in hearing rate of test caused change in onset and peak temperature of the exotherm curves and consequently heat of reaction changed. It was observed that the presence of the graphene oxide nanosheets hindered the crosslinking reactions, while surface modification of them with starch natural polymer compensated for such a hindrance via catalytic role of starch, and increased crosslink density of system.