بررسي روش‌هاي متداول اصلاح سطح نانوسيليكا با رويكرد گنجايشي در پلي‌يورتان

Common Methods in Surface Modification of Nano-Silica and their Application in Polyurethane

يكي از روش‌هاي بهبود خواص مكانيكي، حرارتي و ريولوژي نانوكامپوزيت‌هاي پلي‌يورتان- سيليكا، عمليات اصلاح سطح نانوذرات سيليكا و گنجاندن نانوذرات اصلاح شده در ماتريس پلي‌يورتان مي‌باشد. اين عمليات به دو صورت فيزيكي و شيميايي انجام مي‌گيرد. اصلاح فيزيكي براساس برهمكنش‌هاي فيزيكي بين سيليكا و عامل اصلاح كننده و با استفاده از مواد سطح فعال يا درشت مولكول‌هاي جذب سطحي شده انجام مي‌شود. اصلاح شيميايي نيز بر اساس برهمكنش‌هاي شيميايي و با استفاده از پيوندزني به زنجيرهاي پليمري يا با عوامل اصلاح كننده مختلف بر پايه سيليسيم، بور، تيتانيم، آلومينيوم و غيره صورت مي‌گيرد كه در اين بين معمولاً پيوند دهنده‌هاي سيلاني از اهميت بيشتري برخوردار مي‌باشند. به‌ منظور بررسي ميزان اصلاح سطح نانوذرات سيليكا، روش‌هاي مختلفي نظير اندازه‌گيري مقدار گرماي غوطه‌وري سطح سيليكا در آب و بنزن، اسپكتروسكوپي مادون قرمز به‌كار برده مي‌شوند. در اين مقاله روش‌هاي اصلاح سطح سيليكا با رويكرد گنجايشي در پلي‌يورتان و همچنين تاثير عوامل اصلاح كننده مختلف بر خواص حرارتي، مورفولوژي و آبگريزي بررسي مي‌شوند.

One of the ways to improve the mechanical, thermal and rheological properties of polyurethane-silica nanocomposites is incorporation of surface modified silica nanoparticles into the polyurethane matrix. This treatment can be performed in two ways: physical or chemical modification. Physical modification is based on physical interactions between silica and modifying agents and performed with surfactants or surface adsorbed macromolecules. Chemical modification which is based on the chemical interactions is performed by grafting onto the polymer chains or using different modifying agents based on silicon-, boron-, titanium-, aluminum-containing compounds. Silane coupling agents are considered as most important modifiers. In order to estimate the degree of surface modification of silica nanoparticles, different methods based on heat of formation immersed in water and benzene and infrared spectroscopy were used. In this paper, methods for surface modification of silica for incorporation into polyurethane using different modifying agents and their effects on thermal properties, morphology and hydrophobicity of the nanocomposites are considered.