بهبود خواص مكانيكي نانو‌كامپوزيت‌هاي پلي استري با نانو‌سيليكاي تهيه شده به روش سل‌ژل

Improvement in the mechanical properties of polyester nanocomposite with nanosilica prepared by solgel method

در اين پژوهش، محلول‌هاي سل حاوي نانوذرات سيليكا، با آبكافت تترا متوكسي سيلان (TMOS) در حضور متانول تهيه شدند. سپس محلول سل حاوي نانوذرات سيليكا در درصدهاي 0 تا 40 وزني به پلي استر ايزوفتالييك افزوده شد. نانوكامپوزيت‌هاي تهيه شده در شرايط آزمايشگاهي و در دماي محيط قالب‌گيري و فراوري شدند. در اين پژوهش تاثير نانوذرات سيليكا همچنين تاثير دماي پخت ثانويه بر خواص مكانيكي نانو كامپوزيت‌هاي پلي استري ارزيابي شد. نتايج آزمون طيف سنجي زير قرمز تبديل فوريه FTIR نشان داد پيوند Si−O−Si در نانوكامپوزيت پلي استر سيليكا تشكيل شده است. نتايج آزمون كشش نشان مي‌دهند نمونه‌هاي پخت شده در دماي محيط كرنش بيشتر و استحكام كششي كمتري نسبت به نمونه‌هاي نانو‌كامپوزيتي پخت ثانويه در ˚C100 دارند. نتايج آزمون ديناميكيمكانيكي (DMA) نمونه‌هاي نانو كامپوزيتي حاوي TMOS)20%( يك افزايش در دماي انتقال شيشه‌اي و مدول حقيقي (E) را با افزايش دماي پخت نشان مي‌دهند. همچنين نتايج تفرق ديناميكي نور ليزر  (DLS)و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نشان مي‌دهد كه در نمونه نانوكامپوزيتي TMOS)20%( متوسط اندازه ذرات به ترتيب nm 3540 و nm 53 است با اينحال با حرارت دادن ثانويه در˚C 100 اندازه نانوذرات تشكيل شده به nm 87 افزايش مي‌يابد.

In this research, the sol solutions of silica nanoparticles were prepared by hydrolysis of tetramethoxysilane (TMOS) in the presence of methanol. Then, Sol containing silica nanoparticles was added to Isophthalic polyester in 0 to 40 weight percent. The prepared nanocomposites were molded and processed at room temperature in the laboratory condition. In this study, the effect of silica nanoparticles and also the effect of secondary post curing temperature on mechanical properties of the polyester nanocomposite were evaluated. Fouriertransform infrared spectroscopy, FTIR results showed that SiOSi bonds are formed in the polyester silica nanocomposites. The results of Tensile test show that the cured samples at room temperature have more strain and less tensile strength in compared with the post curing nanocomposites at 100˚C. The results of DynamicMechanical Analysis (DMA) on the nanocomposite samples containing (20% TMOS) show an increase in glass transition temperature and real modulus (E') by increasing the post curing temperature. In addition, the results of Dynamic light scattering (DLS) and scanning electron microscopy (SEM) indicate that the size of the particles are 3540 and 53 nm in the (20%TMOS) nanocomposite sample, respectively. However, the size of formed nanoparticles increases to 87 nm with post curing temperature at 100˚C.