اصلاح سطحي نانو سيليكا با جفت‌شونده اكريليك سيلاني: تاثير شرايط واكنش آمايش سطحي روي شيمي سطح ذرات اصلاح شده

Surface Modification of Nanosilica with an Acrylic Silane Coupling Agent: The Role of Processing on the Surface Chemistry of Particles

به منظور كاهش ميزان آب‌دوستي نانو سيليكا و داشتن قدرت پراكنش بهتري از آن در محيط‌هاي غيرقطبي، سطح آن توسط اكريليك سيلان مورد اصلاح قرار گرفته است. شرايط تجربي آمايش سطحي با بررسي عواملي چون ميزان جفت‌شونده، pH واكنشي و نسبت آبكافت مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون‌هاي شناسايي ذراتي كه به صورت پودر درآمدند شامل، pH ذرات در مخلوطي از آب و اتانول، چگالي ظاهري توسط هليوم پيكنومتر، طيف‌سنجي زير قرمز جهت بررسي شيمي سطح ذرات، آناليز وزن‌سنجي حرارتي و آناليز عنصري جهت تعيين كمي ميزان عناصر روي سطح مي‌باشد. بر پايه اطلاعات به دست آمده از آزمون pH، ميزان pH ذرات از 3.8 براي نانو سيليكاي آمايش نشده تا 4.9 و 6.0 به ترتيب براي نانو سيليكاهاي با كمترين و بيشترين ميزان آمايش به دست آمده است. نتايج به دست آمده از آناليز عنصري نيز نشان‌دهنده تاثير بارز غلظت سيلان روي ميزان آمايش ذرات است. درصد كربن نمونه‌هاي اصلاح شده نيز بين 1.2 تا 7.8 متغير مي‌باشد.

In order to modify the nanosilica surface from hydrophilic to hydrophobic one, and to have a better. dispersion of nanosilica in a non-polar media, nano silica surface treatment using methacryloxy propyl trimethoxy silane was performed. In this study three independent variables were explored. These factors included silane coupling agent concentration, bath pH and hydrolysis ratio. Particle analysis was performed to investigate the surface behavior of the treated nanosilica. pH of particles was determined in a mixture of water and ethanol. Apparent densities were measured using a Helium Pycnometer. FTIR Spectroscopy was used to study the surface chemistry of the treated nanosilica. Thermogravimetric analysis (TGA) and elemental analysis were employed to illustrate the quantitative amounts of grafted silane on the surface. It was revealed that pH of particles changed from 3.8 for pristine silica to 4.9 and 6.9 for the lowest and the highest grafted particles respectively. The results indicated that the silane/silica concentration had a strong effect on the grafting of silane on the silica surface. Based on the elemental analysis, carbon content of treated silica in different condition of experiments changed between 1.2 and 7.8 percent