تهيه، شناسايي و بررسي رفتار تخريب حرارتي نانوكامپوزيت هسته-پوسته كوپليمر (متيل ‌متاكريلات-N- ايزوپروپيل ‌آكريل ‌آميد)/سولفيد كادميم

Preparation, Characterization and Thermal Degradation Behavior of CdS/P (NIPAM-co-MMA) Core/Shell Nanocomposite

نانوكامپوزيت كوپليمر (متيل‌متاكريلات-N- ايزوپروپيل ‌آكريل ‌آميد)/سولفيد كادميم به روش پليمريزاسيون امولسيوني بدون سورفاكتانت تهيه شد. نخست يون‌هاي Cd2+به N- ايزوپروپيل ‌آكريل ‌آميد و متيل‌متاكريلات كيوردينه شدند. پس از افزودن آغازگر و حرارت دادن سيستم واكنش، N- ايزوپروپيل ‌آكريل ‌آميد هموپليمر يا با متيل متاكريلات كوپليمر شدند. سپس با آزاد شدن يون‌هاي سولفيد از تيواستاميد، در اثر واكنش يون‌هاي Cd2+ با S2- آزاد شده توسط تيواستاميد (TAA)، سولفيد كادميم در سطح ذرات كوپليمر تشكيل شد. طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR) پليمر شدن مونومرها و كيوردينه شدن يون كادميم به گروه‌هاي C=O و N-H را تاييد كرد. ساختار و مورفولوژي نانوكامپوزيت تهيه شده با پراش اشعه ‌ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري بررسي شد. الگوي پراش اشعه‌ X نانوكامپوزيت تهيه شده، تشكيل فاز مكعبي CdS را نشان داد و اندازه‌ نانوذرات CdS با استفاده از رابطه‌ دباي- شرر 26/3 نانومتر ‌بدست آمد. تصاوير TEM ساختار هسته-پوسته را براي نانوكامپوزيت كوپليمر (N- ايزوپروپيل ‌آكريل آميد- متيل متاكريلات)/سولفيد كادميم را نشان داد. پايداري گرمايي نانوكامپوزيت نسبت به كوپليمر 47 درصد افزايش نشان مي‌دهد. بيشتر بودن پايداري گرمايي نانوكامپوزيت در مقايسه با كوپليمر مويد برهمكنش نانوذرات سولفيد كادميم با زنجير كوپليمر و تشكيل نانوذرات با ساختار هسته- پوسته است.

CdS/P (NIPAM-co-MMA) core/shell nanocomposite particles were prepared via surfactant free emulsion polymerization. Firstly, the Cd2+ ions were coordinated with MMA and NIPAM. After the addition of initiators and heating, NIPAM and MMA was either polymerized homogeneously or copolymerized with each other. Subsequently, after the addition of TAA and heating of the reaction system, CdS on the surface copolymer particles was formed with the release of S2? ions, thus CdS/P (NIPAM-co-MMA) core/shell nanocomposite was synthesized. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) of the polymerization of monomers and C=O and N-H groups and of cadmium ions coordination confirmed. Structure and morphology of CdS nanoparticles have been characterized using X-ray diffraction and transmission electron microscopy (TEM). The XRD measurements suggest the cubic structure for CdS and the particles size was estimated to about 3.26 nm by applying Schererʹs equation. Transmission electron microscope confirmed that CdS/(NIPAM-co-MMA) nanocomposite were synthesized in the form of core/shell structure. The thermal properties of the CdS/P (NIPAM-co-MMA) core/shell nanocomposite were explored by thermal gravimetric analysis (TGA). Thermal stability of nanocomposite was increased by 47% in comparison with copolymer. The higher thermal stability of nanocomposite with respect to copolymer is indicative of a interaction between the CdS nanoparticles with copolymer chain and formed this nanoparticles with core/shell structure.