مقدمه :
نانو کامپوزیت های پلیمری از طریق پراکنده شدن نانو ذرات آلی و غیرآلی (پخش) به داخل هر یک از پلیمرهای ارتجاع ناپذیر در اثر حرارت و پلیمرهای پلاستیکی سختی ناپذیر، ساخته می شوند.
نانوذرات می توانند به صورت کروی سه بعدی و چند و جهی مثل (سیلیکات کلوئیدی). نانوفبرهای دو بعدی (نانوتیوپ) یا نانوذرات تک بعدی دیسک مانند باشند.
این نانوذرات به علت مساحت سطح و نسبت به تصویر بالا و بهبود اتصال بین نانوذرات و پلیمر نسبت به میکروذرات و ماکروذرات قدیمی (فیبرهای کربنی، شیشه، طلق ها) سودمندترند.
نانوکامپوزیت های پلیمری :
فرایند و توصیف خواص نانوکامپوزیت های پلیمری :
زمانی که خاک های رس لایه لایه در داخل شبکه، پلیمر انباشته می شوند، هر یک از نانوکامپوزیت های متداول با توجه به نوع مواد و شرایط فرایند می تواند تشکیل شوند. ( 2 )
زمانی که پلیمر نتواند در داخل سوراخ های مواد معدنی خاک رس جا شود، کامپوزیت های رایج تشکیل می شوند.
خواص بیشتر کامپوزیت ها مشابه خواص کامپوزیت های پلیمری مستحکم شده به وسیله ی میکروذرات می باشد.
حداکثر دو نانوساختار از ترکیب مواد معدنی خاک رس و پلیمر، با توجه به شرایط به دست می آید.
یکی جادادن نانوکامپوزیت ها (I) در میان زنجیره های پلیمر منبسط شده ی تک لایه است که در سوراخ های ذرات خاک رس تعبیه شده است که این پدیده باعث انباشت چند لایه ای متناوب لایه های پلیمر و صفحات کوچک خاک رس و باعث ایجاد فاصله ی نانومتری بین آنها می شد. و مابقی نانوکامپوزیت های پوسته پوسته و ورقه ورقه شده (II) در صفحات خاک رس به طور کامل و منظم در یک شبکه ی پلیمری پیوسته پراکنده می شوند.
شایان ذکر است که اکثراً نانوکامپوزیت های خوشه ای، در نانوکامپوزیت های پلیمری متداول است. (III)
. . 3 ) روش انجام فرایند :
چندین روش برای تشکیل نانوکامپوزیت های پلیمری بر مبنای خاک رس وجود دارد که عبارتند از : پلیمریزاسیون در محل، پوسته پوسته کردن محلول و افزایش نقطه ی ذوب.
همان طور که در 3 نشان داده شده، هر روش از چندین مرحله برای ایجاد نانوکامپوزیت های پلیمری تشکیل شده و با یا گاهی با خاک رس اولیه آغاز می شود.
در پلیمریزاسیون در محل مونومرها در داخل خاک های رس لایه لایه شده و سپس به وسیله ی حرارت، تابش، pre – inter calat of آغازگر ها و کاتالیست ها در میان دلالان ها پلیمریزه می شوند.
در محصول لایه لایه، خاک های رسی لایه لایه شده با استفاده از یک حلال که پلیمر در آن انحلال پذیر است، در صفحات منفرد پوسته پوسته می شوند.
سپس پلیمر با ذرات معلق خاک مخلوط می شود و از طریق جذب سطحی به داخل صفحات جذب می شود.
حلال نهایتاً از شبکه ی پلیمر خاک رس توسط تبخیر حذف می شود.
در افزایش نقطه ی ذوب لایه های خاک رس مستقیماً با شبکه ی پلیمر در حالت ذوب، مخلوط می شوند.
تشکیل نانوکامپوزیت های پلیمری، به وسیله ی عوامل مختلف و مزایا و معایب آن ها به طور خلاصه در جدول آمده است.
(مطالعه ی پلیمرها تا کنون تقریباً همه ی محدوده ی پلیمرها را پوشش داده است مانند پلیمرهای قابل ارتجاع در اثر حرارت، پلیمرهای پلاستیکی سختی ناپذیر، پلیمرها ...، ویژه و زیست تجزیه پذیر.)
در جدول IV اغلب پلیمرها مورد استفاده ذکر شده است و انواع پلیمرهای مورد مطالعه ی update را برای نانوکامپوزیت های پلیمری در جدول III بیان کردیم.
2 . . 3 )
توصیف روش ها :
انواع روش های به کار برده شده برای مطالعه ی نانو کامپوزیت های به طور خلاصه در جدول V آمده است.
ساختمان نانوکامپوزت های پلیمری عموماً به وسیله ... (XRD) و ... (TEM) شرح داده می شود.
XRD به علت زاویه ای دید بیش ازحد معمول، در بیشتر موارد برای امتحان ساختار و گاهی برای مطالعه ی فرآیند جنبش نانوکامپوزیت های پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد.
هر یک از نانو ساختارهای ... و ورقه ورقه شده می تواند از طریق مشاهده وضعیت، و شدت انعکاس XRD نمونه های وارد، مطالعه شود.
XRD روش مناسبی برای تخمین فاصله گذاری لایه ی بین دو لایه ی خاک های دارای لایه ی اصلی و نانوکامپوزیت های ... عرضه می کنند.
اما این روش ها، نمی توانند اطلاعاتی در مورد توزیع لایه های خاک رس یا ساختمان ناهمگن نانوکامپوزیت ها، فراهم کنند.
همچنین مطالعه ی سیستم های با قاعده (systematically) با انتشار Max و کاهش شدت انعکاس، م است پس به این نتیجه می توان اسید که اصلاع ازخصوصیات XRD برای به دست آوردن اطلاعاتی در مورد مکانیسم و ساختمان زیادی نانوکامپوزیت ها، کافی نیست.
در مقابل، TEM، می تواند اطلاعات کیفی مستقیمی از ساختار، و توزیع فضایی انواع عناصر فراهم کند.
در هر حال استفاده همزمان از تابش اشعه ی X با زاویه کوچک (SAXS) با زاویه ی گسترده ای از XRD می تواند اطلاعات کمّی از ساختار نانوکامپوزیت های پلیمری را فراهم می کند.
علاوه بر این تشدید مغناطیس هسته (NMR) یکی از اهمیت های دیگر برای جستجو در سطح شیمی و کئوردیناسیون در نانوکامپوزیت های پلیمری لایه لایه است. که ممکن است به تعیین سطح پوسته پوسته شده، کمک کند.
دگرگونی ... فروسرخ (FTIR) و طیف بینی Raman می تواند برای درک اطلاعاتی در مورد ساختار نانوکامپوزیت های پلیمری به کار رود.