بررسی اثر نانوذرات معدنی بر خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش های هیبریدی نانوکامپوزیتی

هیبریدهای آلی - معدنی دسته جدید ی از مواد هستند که اخیرا توجه ویژه ای در حوزه علم نانومواد را به خود جلب نموده اند. این مواد می توانند از طریق ترکیب هم افزای پلیمرهای آلی و معدنی توسط فرآیند سل – ژل تهیه شوند. در این تحقیق نانوکامپوزیتهای هیبریدی بدون ضرر برای محیط زیست بر پایه اپوکسی - سیلیکا با روش سل- ژل تهیه گردید و بروی بستر آلومینیمی با روش پوشش دهی غوطه وری پوشش داده شد. سل هیبریدی توسط واکنش آبکافت و تراکم پیش سازه های آلی-معدنی gptms وteos در حضور کاتالیزور اسیدی، bpa به عنوان عامل شبکه ای کننده و 1- متیل ایمیدازول به عنوان آغازگر تهیه شد. علاوه بر آن در این سل هیبریدی مقادیر مختلفی از نانو ذرات اکسید تیتانیم و آلومینیم نیز به کار برده شد. بررسی و ارزیابی محافظت خوردگی این پوشش ها از بستر آلومینیومی با تکنیک pds و آزمون پاشش مه – نمک به مدت 2000 ساعت، صورت گرفت. تکنیک pds میتواند اطلاعات کمی مناسبی در اختیار قرار دهد. اندازه و شکل ذرات و نیز مورفولوژی سطح و ترکیب درصد اجزا توسط تکنیکهای میکروسکوپ الکترونی و edxa بررسی شد. خواص مکانیکی این پوششهای هیبریدی توسط تکنیک های مختلف مانند نانو فرورفتگی، چسبندگی و انعطاف پذیری بررسی شد. نتایج حاصل نشان داد که پوششهای سنتز شده با ایجاد مقاومت بالغ بر 106× 612/4 اهمی (برای نمونه پایه) در جلوگیری از خوردگی بستر آلومینومی تاثیر بسزایی دارند. با افزایش نانو ذرات این خواص با توجه به نوع نانو ذره و نیز ترکیب درصد آن افزایش می یابد. نتایج حاصل از آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که ابعاد نانوذرات در مقیاس تعریف شده نانو هستند (نانوذرات اکسید تیتانیم و اکسید آلومینیم به ترتیب دارای ابعاد 70 و 53 نانومتر هستند). تصاویر حاصل از بررسی مورفولوژی سطح نمونه ها موید داشتن پوششی یکنواخت و بدون ترک بر روی سطح بستر بودند. همچنین تصاویر حاصل از تکنیک edxa عناصر si, ti, al توزیع یکنواخت نانوذرات در پوشش ها را تایید کردند. بررسی چسبندگی این پوششها نشان داد که پوششهای فوق دارای چسبندگی بسیار عالی به بستر و نیز انعطاف پذیری خوبی هستند که با افزایش درصد محتوای معدنی از انعطاف پذیری آنها کاسته می شود. همچنین بررسی های حاصل از آزمون نانو فرورفتگی و dmta نشان داد که این پوشش ها دارای خواص مکانیکی خوبی از جمله مدول الاستیک بیش از 109× 6/ 1 پاسکال و سختی بیش 109× 1/0 پاسکال (برای نمونه پایه) را دارا هستند.