تاثير اصلاح شيميايي سطح نانوذرات اكسيدآهن بر مورفولوژي و خواص مكانيكي پوشش هاي پلي يورتان

Effect of surface modification of Fe2O3 nanoparticles on the morphology ... and mechanical properties of a polyurethane coating

در اين مطالعه نانوذرات اكسيدآهن توسط 3- آمينو پروپيل تري متوكسي سيلان (APTMS) با هدف ايجاد پراكنش مناسب در ماتريس پلي‌يورتاني اصلاح شد. طيف‌سنجي مادون قرمز (FTIR) و كدورت سنج براي بررسي ميزان اتصال سيلان روي سطح نانوذرات استفاده شد. از مقادير مختلفي از نانوذرات اكسيدآهن اصلاح شده و اصلاح نشده براي تهيه نانوكامپوزيت هاي پلي‌يورتاني استفاده مي شود. پراكنش نانوذرات در ماتريس پليمري توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM) مورد مطالعه قرار گرفت. از آزمون كشش و ميكروسكوپ الكتروني روبشي به ترتيب براي بررسي خواص مكانيكي و رفتار شكست نانوكامپوزيت‌ها استفاده شد. نتايج بدست آمده از آزمون FTIR و كدورت سنج نشان داد كه گروه‌هاي آلكوكسي سيلان به طور موفقيت آميزي بر روي سطح نانوذرات متصل شدند. نتايج آزمون هاي كشش نشان داد كه افزودن نانوذرات اكسيدآهن اصلاح شده به پوشش پلي يورتان بهبود استحكام كششي و انرژي در نقطه شكست را باعث مي گردد.

In this study, Fe2O3 nanoparticles were modified using 3-amino propyl trimethoxy silane (APTMS) in order to achieve a proper dispersion of the nanoparticles in a polyurethane-based coating. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and turbidimetery were utilized in order to investigate the grafting reactions of APTMS molecules on the surface of the nanoparticles. Polyurethane nanocomposites were prepared by adding of various amounts of treated and untreated Fe2O3 nanoparticles into the matrix. The nanoparticles dispersion in the coating matrix was studied by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Tensile test was utilized in order to investigate the mechanical properties and fracture behavior of the nanocomposites, respectively. Results obtained from FTIR and turbidimetery showed that the organic functional groups of the silane were successfully grafted on the surface of the nanoparticles. It was observed that the mechanical properties of the polyurethane coating were enhanced in the presence of surface modified Fe2O3 nanoparticles.