تهیه و بررسی خواص پلی استیرن حاوی نانو ذرات اکسیدفلزی توسط حلال سبز لیمونن

امروزه پلی استیرن بدلیل دارا بودن مزایایی چون ارزانی قیمت، عایق الکتریسیته، خاصیت قالب پذیری خوب، سبکی و... به صورت گسترده در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. این پلیمر علاوه بر محاسن بسیار، دارای معایبی چون پایداری حرارتی کم و خواص مکانیکی ضعیف می باشد مواد و روش های متعددی برای بهبود خواص پلی استیرن به کار رفته است. یکی از این روش ها، استفاده از نانوذرات در زمینه پلیمری و تولید نانوکامپوزیت پلیمری می باشد. در تحقیقات پیشین برای انحلال پلی استیرن به منظور تهیه نانوکامپوزیت از حلال هایی مانند دی متیل فرمامید، تتراهیدروفوران و... استفاده شده است. این حلال ها سمی هستند و علاوه بر آلودگی محیط زیست برای مصرف کننده نیز خطراتی را به همراه دارند. هدف از انجام این تحقیق، بهبود خواص نانوکامپوزیت پلی استیرن با استفاده از نانوذرات اکسیدروی (zno) و دی اکسیدتیتانیوم (tio2) است. برای انحلال پلی استیرن از حلال طبیعی و سبز لیمونن که گرفته شده از عصاره مرکبات است، استفاده شد. در ابتدا تأثیر نوع حلال بر برخی از خواص الیاف مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که قطر الیاف الکتروریسی شده از محلول پلیمری حاوی دی متیل فرمامید به دلیل هدایت الکتریکی بالاتر نسبت به لیمونن کمتر است. در ادامه تأثیر حضور نانوذرات zno و tio2 بر خواص نانوکامپوزیت بررسی شد. نانوذرات zno و tio2 منجر به کاهش قطر الیاف الکتروریسی شده شد. میزان جذب اشعه ماوراءبنفش نانوکامپوزیت در اثر حضور نانوذرات افزایش یافت و میزان عبور اشعه در ناحیه مرئی برای فیلم نانوکامپوزیتی پلی استیرن حاوی نانوذرات zno بیشتر از tio2 است به همین دلیل فیلم های حاصل از نانوذرات zno شفاف تر است. مطالعه طیف ftir نانوکامپوزیت ها نشان داد که بین نانوذرات و پلی استیرن واکنشی انجام نشده است. طیف xrd حضور نانوذرات در زمینه پلیمری را تأیید کرد. تصاویر fe-sem نشان داد که پراکندگی نانوذرات zno بهتر از tio2 انجام شده است و درمورد نانوذرات tio2 تجمع مشاهده شد. حضور نانوذرات خواص مکانیکی فیلم را افزایش دادند و درمورد الیاف پلی استیرن حاوی zno نیز همین نتیجه مشاهده شد ولی نانوذرات tio2 تا 4 درصد منجر به بهبود خواص مکانیکی گردید ولی افزایش بیشتر میزان نانوذره با کاهش خواص مکانیکی، به دلیل تجمع بیشتر همراه بود. پایداری حرارتی نانوکامپوزیت با افزایش میزان نانوذرات znoافزایش یافت. حضور نانوذرات منجر به کاهش دمای انتقال شیشه ای الیاف و افزایش این دما در فیلم پلی استیرن شد.