سنتز و شناسايي پوشش تابش‌پز هيبريدي نوالاك اپوكسي آكريلات- سيليكا

UV-Curable Silica-Novolac Epoxy Methacrylate Hybrid Resin for Surface Coating: Synthesis and Characterization

پوشش تابش‌پز بر پايه رزين نووالاك اپوكسي آكريلات سنتز شده و صحت تشكيل ساختارها با استفاده از طيف‌سنجي زير قرمز و با مشاهده پيك‌هاي نواحي 1722، 810 و cm-1 945 تاييد گرديد. به منظور بررسي تاثير حضور فاز غيرآلي سيليكا بر خواص رزين سنتز شده، يك نانوكامپوزيت آلي- غيرآلي با استفاده از اين رزين و نانوذرات سيليكا، ساخته شد. آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي، نشان‌دهنده تجمع بالاي نانوذرات در طي اين فرآيند بود كه ناشي از ناسازگاري دو فاز آلي و غيرآلي بوده و مي‌تواند منجر به كاهش خواص مورد انتظار از نانوكامپوزيت توليد شده گردد. به منظور رفع اين مشكل، سطح نانوذرات سيليكا با استفاده از عامل اتصال‌دهنده سيلاني وينيل تري‌متوكسي سيلان با استفاده از روش سل ژل اصلاح گرديد. بررسي اصلاح سطح ذرات با استفاده از روش‌هاي طيف‌سنجي زير قرمز، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آناليز وزن‌سنجي حرارتي و چگالي‌سنج هليم، نشان دهنده واكنش مناسب عامل اتصال‌‌‌دهنده سيلاني با سطح نانوذرات سيليكا بود. ويژگي‌ها و خواص نانوكامپوزيت ساخته شده با استفاده از روش‌هاي آناليز مكانيكي حرارتي پويا، آزمون سختي‌سنجي، خراش، سايش مورد ارزيابي قرار گرفت و تمامي آزمون‌ها نشان‌دهنده بهبود خواص مكانيكي نانوكامپوزيت نسبت به پوشش‌هاي حاوي رزين بدون نانوذره بود. در بررسي نتايج آزمون مه‌گوني مشخص گرديد كه حضور نانوذرات تاثير ناچيزي بر روي شفافيت پوشش‌ها از خود نشان داده است و از طرف ديگر اصلاح سطح ذرات منجر به افزايش سازگاري آنها با رزين شده و با كاهش ميزان تجمعات، شفافيت پوشش افزايش يافته است.

UV-curing coating based on novolac epoxy acrylate resin was synthesized and formation of desired structures was confirmed by appearing of 1722, 810 and 945 cm-1 in the FTIR spectrums. In order to study the effect of presence of inorganic silica on the properties of synthesized resin, an organic/inorganic nano-composite was prepared using the synthesized resin and silica nano-particles. Scanning electron microscope (SEM) revealed very high agglomeration of nano particles, during this process that was due to the incompatibility of two organic and inorganic phases which could lead to inferior properties of the produced nano composite. In order to overcome this problem, the surface of silica nano-particles was modified by vinyltrimethoxy silane coupling agent using sol-gel method in order to increasing the compatibility of two organic and inorganic phases. Completion of surface modification process was investigated by using of FTIR spectroscopy, scanning electron microscope, thermo-gravimetric analysis and helium pycnometer, confirming the proper reaction of silane coupling agent on surface of silica particles. Characteristics of prepared nano-composite were investigated by dynamic mechanical thermal analysis, hardness, scratch resistance, and abrasion resistance, proving better mechanical properties of nanocomposites over the neat coatings. Measuring the haziness showed very little impact of presence of nano particles on the transparency of coatings that was due to surface modification of coatings which has led to more compatibility of organic and inorganic phases.