پراكنش نانوذرات روي اكسيد در ماتريس پلي‌استيرن: مقايسه خواص رئولوژي و الكتريكي

ارزيابي پراكنش نانوذرات در نانوكامپوزيت‌ها مسئله چالش‌برانگيزي است. ارزيابي پراكنش نانوذرات، تنها به‌كمك خواص رئولوژي و مكانيكي امكان‌پذير نيست. زيرا، تنش اعمال شده موجب گسسته‌شدن كلوخه‌ها و تغيير در ريزساختار مي‌شود. روش‌هاي ميكروسكوپي نيز فقط قابليت ارزيابي بخش بسيار كوچكي از نمونه را دارند. بنابراين، تعميم نتايج آن به كل نمونه معقول نيست. اما، از آنجا كه خواص ‌الكتريكي از نوع غيرتخريبي است، امكان بررسي دقيق‌تر ريزساختار و نحوه تجمع ذرات از اين راه وجود دارد. از اين‌رو در پژوهش حاضر، ريزساختارهاي مختلفي از نانوكامپوزيت‌هاي پلي‌استيرنروي اكسيد با تغيير در شرايط اختلاط و برهم‌كنش بين اجزا ايجاد شده و سپس مقدار پراكنش يا درجه تجمع نانوذرات با اندازه‌گيري خواص رئولوژي و ‌الكتريكي بررسي شده است. نتايج نشان داد، به‌طور كلي افزودن ذرات روي اكسيد به ماتريس پليمري باعث افزايش مدول ذخيره، رسانايي الكتريكي و ضريب دي‌الكتريك مي‌شود. بهبود حالت پراكنش نانوذرات در كسر حجمي ثابت از ذرات روي اكسيد موجب افزايش مدول ذخيره شد كه مي‌توان آن را به افزايش كسر حجمي لايه مياني در اثر افزايش برهم‌كنش ذرهپليمر مرتبط دانست. از طرفي، بهبود حالت پراكنش در كسر حجمي ثابت از نانوذرات روي اكسيد موجب كاهش رسانندگي الكتريكي و ضريب دي‌الكتريك شد كه دليل آن به ترتيب كاهش تماس و برهم‌كنش بين ذرات است. طبق نتايج حاصل از بررسي خواص الكتريكي و رئولوژي و نيز تصاوير ميكروسكوپي الكتروني پويشي، مشخص شد، اعمال اختلاط پراكنشي و اصلاح سطحي ذرات موجب بهبود بيشتر پراكنش ذرات مي‌شود. بنابراين، امكان ارزيابي دقيق‌تر پراكنش نانوذرات با بررسي خواص رئولوژي و الكتريكي نانوكامپوزيت‌ها وجود دارد.