بخشی از مقاله
چکیده:
با استفاده از پرکننده های سدگر پرک شیشه ،در پوشش ها میتوان به خواص مختلف و مزایای زیادی دست یافت. در این پروژه از دو نوع پرک شیشه میکرو و نانو استفاده شده است در مقایس نانو پرک های شیشه ای در دو سایز 100 و350 نانو متر میباشند.معمولا برای بهبود دیسپرس نانو ذرات در ماتریس پلیمر ابتدا با استفاده از اتصال دهنده شیمیایی مناسب سطح نانو ذره را اصلاح کرده . که سیلان های مصرفی به عنوان مولکول پل ساز بین سطح پلیمر و نانو ذره عمل می کنند . اتصال دهنده های شیمیایی انواع گروه های مختلف فعال ،نظیر وینیل -اپوکسی - امینی و گوگردی جهت واکنش با سطح الی دارند. در این مقاله با توجه به نانو ذره مورد استفاده از اتصال دهنده شیمیایی حاوی گروه امینی - -3 امینو پروپیل تری متوکسی سیلان - استفاده شده است . برای بررسی و مقایسه دیسپرس پرک های شیشه در ماتریس پلی یورتان کامپوزیت های پلی یورتان با درصد های وزنی متفاوت از ذرات پرک شیشه - %5-%3-%1 - تهیه شده اند.نتایج حاصل از تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی SEMو EDAX از سطح مقطع نمونه ها ،حاکی از ان بود ، که توزیع یکنواختی از نانو و میکرو ذرات پرک شیشه در ماتریس پلی یورتان رخ داده است و علت این امر را می توان به وجود اتصال دهنده شیمیایی نسبت داد .
کلمات کلیدی: پرک شیشه- اتصال دهنده شیمیایی-پلی یورتان-میکروسکوپ الکترون روبشی
- 1مقدمه:
پرک شیشه ای در حدود سال 1960 به صنعت پوشش ها وارد شد و به دلایل مختلف بتدریج محدودیت زیادی پیدا کرد. پرک های شیشه ای دارای نسبت ابعادی بالایی می باشد. و در شرایط عادی خورده و اکسید نمی شود. پرک های شیشه ای در برابر بخار آب کاملا نفوذ ناپذیر هستند و از نظر ترکیبات و رنگ یکنواخت می باشند. سایر رنگدانه های سدگر متداول مورد استفاده پشت پوش و رنگی هستند. اکسید آهن میکایی تهیه پوشرنگ های با شیدهای روشن را دشوار می سازد در حالیکه پرک شیشه ای شفاف می باشد. بعلاوه پرک های شیشه ای ساخته شده از شیشه C با ECR مقاومت شیمیایی بالایی دارند و در بیشتر مخلوط ها و محیط ها خنثی می باشند. پرک های شیشه ای خواص مکانیکی خوبی نیز دارند .
متاسفانه اثر غلظت های مختلف پرک شیشه، میزان نسبت ابعادی، توزیع اندازه ذرات، غلظت حجمی بحرانی رنگدانه و آثار غیرمعمول بر گرانروی بندرت مورد بررسی قرار گرفته است و کارهای کمی در این زمینه انجام شده است. همچنین در مورد ساز و کار برقراری اتصال بین شیشه و رزین های مختلف اطلاعات نسبتا کمی وجود دارد. [1] نکته دیگری که باید به آن توجه کرد این است که آیا برای بهبود چسبندگی پرک شیشه ای به رزین و زیر ایند از عوامل جفت کننده ُ - یا چسبانیده - استفاده می شود یا خیر. چسبندگی پوشش به زیرایند نقش مهمی در کارایی مواد آلی از نظر حفاظت خوردگی دارد. همچنین چسبندگی پرکننده ها به رزین در ایجاد مقاومت خوردگی و خواص مکانیکی نقش بسیار مهمی دارد. این موضوع بطور ویژه در مورد رزین هایی که قدرت ترکنندگی ضعیفی دارند - مثل اپوکسی ها - ، صادق است.
برای سالهاست که در صنعت الیاف شیشه برای بهبود چسبندگی و کارکرد از سیلان ها استفاده می شود. این بهبود کارایی .غالبا هم در افزایش خواص مکانیکی و هم در کاهش نفوذپذیری بخار آب اتفاق می افتد. در رزین های گرماسخت برای بهبود خواص عملکردی می توان سیلان انتخابی را قبل یا بعد از افزودن پرک شیشه ای به رزین افزود. در مورد مواد گرما نرمِ این کار عملی نیست و پرک شیشه ای باید از بیش با سیلان آماده سازی شده باشد. قابل توجه است که پرک های پیش آماده سازی شده علاوه بر رزین های گرمانرم، چسبندگی به رزین های گرما سختّ را نیز بهبود می دهند و این بهبود نسبت به افزودن مستقیم سیلان، بیشتر است.
وقتی سیلان به یک رزین افزوده میشود. یک مقدار بحرانی برای میزان مصرف وجود دارد و منحنی بهینه سازی آن نیز اغلب دارای شیب تندی می باشد. این موضوع برای هر نوع رزین، هر ضخامت و توزیع ذرات و هر میزان افزایش پرک، درست است. همچنین باید توجه کرد که سایر پرکننده ها با مواد افزودنی مثل عوامل تیکسوتروپ کننده میتوانند بر میزان بهینه اثربگذارند. وقتی سیلان بصورت عملیات بیش آماده سازی به شیشه اضافه می شود. میزان سیلان مصرفی چندان بحرانی نمی باشد و به حدی استفاده می شود که پرک را اشباع کند در نتیجه پرک ها تمایلی به تجمع ندارند. مشاهده شده است که با شیشه های پیش آماده سازی شده مقادیر بیشتری پرک شیشه ای را بدون عبور از غلظت حجمی بحرانی رنگدانه، میتوان به رزین ها و بویژه گرما سخت ها افزود.با توجه به مطالب فوق اگر دستیابی به نتایج خوب مدنظر باشد، پرکننده های سدگر و بویژه پرک های شیشه ای را نمی توان به سادگی در یک مقدار اسمی به فرمول اضافه نمود. غالبا در مشخصات پوشش های حاوی پرک شیشه، حداقل میزان پرک شیشه ای موجود و ضخامت که محصول باید اعمال شود بیان می شود. [2-3]
- 2مواد و روش تحقیق
- 1 - 2 مواد اولیه
رزین پلی یورتان:
دو ماده اصلی در سنتز رزین پلی یورتانْ عبارتند از : پلی ال وسخت کنندهَ پلی یورتان - دی ایزو سیانات - . برای تهیه رزین پلی یورتان از پلی الی که تر کیبی از هر دو نوع پلی ال، پلی اتری و پلی استری با نام تجاریAD_322 ساخت کمپانی مکرر استفاده شده است. همچنین به منظور پخت رزین از سخت کننده پلی ایزو سیاناتی الیفاتیک بر پایه HDI با نام تجاری HD-51 ساخت کمپانی مکرر استفاده شده است.
