عامل‌دارکردن نانوصفحه‌های گرافن و خواص حافظه شکلی نانوکامپوزیت‌های برپایه الاستومر گرمانرم پلی‌یورتان-پلی‌وینیل کلرید- نانوصفحه‌های گرافن (TPU/PVC/GNP)

در این پژوهش، پلیمرهای حافظه شکلی برپایه الاستومر گرمانرم پلی‌یورتان-پلی‌وینیل کلرید-نانوصفحه‌های گرافن (TPU/PVC/GNP) به روش محلولی با استفاده از حلال تتراهیدروفوران تهیه شدند. نسبت وزنی آمیخته در تمام نمونه‌ها برابر 40/60 بوده و نمونه‌های نانوکامپوزیت دارای 0.5، 1 و %2 وزنی از نانوذرات خالص و عامل‌دار بودند. برای جلوگیری از کلوخه‌شدن نانوذرات و پراکنش بهتر آن‌ها در ماتریس، عامل‌دارکردن این ذرات با پلی‌کاپرولاکتام از راه اکسایش با اسید مدنظر قرار گرفت. ابتدا، سطح نانوذرات با نیتریک اسید - سولفوریک اسید عمل‌آوری شده و سپس با تیونیل کلرید واکنش داده شد. در نهایت، پلی‌کاپرولاکتام روی آن قرار گرفت. انجام این واکنش با آزمون‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، گرماوزن سنجی (TGA) و طیف‌سنجی فرابنفش (UV) تأیید شد. وجود پیک‌های جدید 1165 و cm-1 1720 در طیف FTIR و کاهش 10 و %30 در بازه دمایی 500-250 درجه سلسیوس برای نانوذرات اصلاح‌شده در مقایسه با نمونه خالص، واکنش‌های اصلاح را تأیید کرد. بررسی شکل‌شناسی نمونه‌ها با میکروسکوپ الکترونی پویشی نشان داد، پراکنش خوبی از نمونه‌های دارای نانوذرات عامل‌دار شده به‌دست آمده است. القای حافظه شکلی و اندازه‌گیری خواص مربوط به آن (تثبیت شکلی و بازگشت‌پذیری) با آزمون تجزیه گرمایی-مکانیکی انجام شد. نتایج نشان داد، بر اثر وجود نانوصفحه‌های گرافن عامل‌دار شده مقدار ثبات شکلی از % 76.8 به %81/5 و بازیابی شکلی از 83% به %86.7  افزایش یافت که دلیل اصلی آن پراکنش بهتر این ذرات بر اثر اصلاح بوده است.