بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله فیلم های نانوکامپوزیت پلیاستایرن- اکسیدروی - PS-ZnO - در نسبتهای وزنی مختلفی از اکسیدروی تهیه شدند. طیف مادونقرمز حضور نانوذرات اکسیدروی و پلی استایرن در نانوکامپوزیت پلیاستایرن- اکسیدروی را نشان می دهد. ساختار کریستالی فیلم ها با نسبت های مختلف اکسیدروی توسط پراش اشعه ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. خواص اپتیکی این نانوکامپوزیت ها با با طیفسنجی جذبی مرئی- فرابنفش مطالعه شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - نمونهها پخش همگن نانوذرات اکسیدروی در شبکه پلیمر را نشان می دهند. خواص حرارتی فیلم های نانوکامپوزیت توسط وزن سنجی گرمایی - TGA - مشخصهیابی شد. نتایج TGA افزایش پایداری گرمایی نانوکامپوزیت ها را در مقایسه ابپلیمر خالص نشان میدهد.
مقدمه
موادی که ساختار نانویی دارند در سالهای اخیر توانستهاند، بخاطر ویژگیهای ممتاز الکتریکی، اپتیکی، مکانیکی و شیمیایی توجهات زیادی را به خود جلب کنند. نانوذرات پیوندی پلیمر- معدنی به واسطه ترکیب خواص پایداری گرمایی، استحکام مکانیکی، الکترونیکی و اپتیکی هم خواص نانوذرات معدنی و هم خواص پلیمر را دارند. بنابراین این ذرات نانوکامپوزیت کاربردهای بالقوه زیادی در زمینه های مختلف مثل فوتوکاتالیست، لیتوگرافی، اپتیکی، بیوتکنولوژی و دستگاه های الکترونیکی دارد.
مواد معدنی به طور گسترده به عنوان پرکننده برای بهبود خواص مکانیکی و گرمایی پلیمرها و کامپوزیتهای پلیمر ی، برای کاهش انقباض و تنشهای داخلی درطول ساخت مادههای پلیمر ی، برای افزایش رسانایی گرمایی، پایدار ی حرارتی و مقاومت در برابر شعله به کار میروند.>2@ نانوذره اکسیدروی یک ماده مرکب معدنی نیمهرسانا با شفافیت خوب، باندگپ پهن در حدود 3/2 eV و
درخشندگی قوی در دمای اتاق است و دارای ساختار شش گوشه- ای پایدار با فاصله شبکه a=0/325 nm و c=0/521 nm می- باشدمعمولاً. به شکل پودر سفید،تقریباً غیرمحلول در آب است.
اکسیدروی در فشار عادی تصعید شده و دیاکسیدکربن اتمسفر را جذب می کند و در میان رنگ دانههای تجاری، بیشترین جذب فرابنفش را دارد . در پمادها، رنگ دانهها، جاذبهای UV، سیمان، ماده تبخیری در سنسورها، دی الکتریکها، وریستورها و سنسورهای گازی به کار می رود. اکسیدروی در اسیدها و بازها انحلالپذیر است و به عنوان پرکننده در صنایع لاستیک و پلاستیک، صنایع سرامیک و تهیه رنگ دانههای سفید به کار می - رود.
در این پژوهش نانوکامپوزیت پلی استایرن- اکسیدروی با نسبتهای مختلف تهیه شدند. نمونهها به دو صورت لایه نازک و فیلم آماده گردید. مشخصهیابی نمونه ها با استفاده از تکنیکهای پراش اشعه ایکس، طیفسنجی مادونقرمز، طیفسنجی جذبی مرئی- فرابنفش و وزنسنجی گرمایی صورت گرفت. مورفولوژی سطح با میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. تهیه نانوکامپوزیت پلیاستایرن- اکسیدروی ابتدا گرانولهای پلیاستایرن توسط ترازوی دیجیتالی با دقت 10-4 گرم توزین شد. سپس پلیاستایرن توزین شده را درون یک بشر کوچک ریخته و به آن حلال تولوئن اضافه گردید و در دمای آزمایشگاه با همزن مغناطیسی خوب همزده شد تا پلیاستایرن به صورت کامل حل شود. نانوذرات اکسیدروی را وزن کرده و به آن اتانول اضافه میگردد.
به منظور پخش شدن نانوذرات در اتانول، به مدت 20 دقیقه از همزن آلتراسونیک استفاده کرده، سپس آن را به صورت قطره قطره به تولوئن اضافه کردیم. سوسپانسیونهای نانوکامپوزیتی پلیاستایرن- اکسیدروی در سه نسبت مختلف وزنی تهیه شدند. نسبت PS/ZnO، 3:1، 4:1 و 5:1 میباشد. نمونهها به دو صورت لایه نازک و فیلم آماده گردید. لایههای نازک با استفاده از لایهنشانی چرخشی بر روی زیر لایه شیشه پوشش داده شدند. به منظور تهیه فیلمها از ظروف پتری شیشهای استفاده شد.
بحث و نتایج طیفسنجی مرئی- فرابنفش
خواص نوری نانوکامپوزیت های ساخته شده با استفاده از طیفسنجی مرئی- فرابنفش انجام گردید . در شکل های 1 و 2 طیف جذبی مرئی- فرابنفش اکسیدروی، پلی استایرن و فیلم های کامپوزیتی پلیاستایرن- اکسیدروی با استفاده از دستگاه Perkin-Elmer مدل 550ES نشان داده شده است . پیک جذبی در محدوده 370 نانومتر مشاهده شد . جذب در نانوکامپوزیت پلی - استایرن- اکسیدروی در محدوده طول موجی فرابنفش - <400 - nm مشابه نانوذره اکسیدروی است ولی در محدوده مرئی - >400 QP - به علت حضور پلیمر جذب نسبت به نانوذره اکسیدروی بالاتر است.
