مقدمه
پلی یورتانها کاربردهای گستردهای در صنایع مختلف به خصوص خودروسازی دارند. در بررسی کلی مواد اولیه تولید فوم پلی یورتان، میتوان از اجزای مختلف پلی ال، ایزوسیانات، عامل پف زا، عامل کاهش دهنده کشش سطحی، کاتالیزور و افزاینده زنجیرها، ترکیبات آلی فلزی و سایر افزودنیها نام برد. وارد کردن نانو ذرات در ساختار هر کدام از این پلی یورتانها موجب بهبود خاصیت آنها میشود. به عنوان مثال علوی و همکارانش دریافتند به کارگیری نانوذرات سه بعدی و کروی Fe3O4-SiO2 در فومهای سخت پلی یورتانی موجب بهبود مقاوت حرارتی آن میشود. در پژوهشی دیگر از جهانمردی و همکاران، نانو رس اصلاح شده به روش شیمیایی در فومهای نرم پلی یورتانی را جهت بهبود استحکام کششی و مورفولوژی سلولی به کار برده اند. لاتوینو و همکاران اثر دو نوع پر کننده CaCO3 و دولومیت را در دو اندازه میکرو نانو در فومهای نرم پلی یورتان بررسی و خواص مکانیکی فومها را مقایسه کرده اند در این تحقیق از نانو ذرات آهن برای بهبود خواص مغناطیسی فوم پلی یورتان استفاده شده است.
مواد و روش
در این بررسی نانو ذرات اکسید آهن به روش هم رسوبی تهیه شد، به طوری که 09/0 مول FeCl3.6H2O و 045/0 مول FeCl2.4H2O وزن شده و در بالن ریخته شد. سپس در حضور 85/0 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ و 250 میلی لیتر سود 5/1 مولار به مدت 2 ساعت در دستگاه اولتراسونیک هم زده شد و سپس در دمای 60 درجه به مدت 24 ساعت کلسینه شد. برای سنتز دای پدال سیلان، گاما گلاکسیدوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان و آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان به نسبت 1 به 1 در حلال دی متیل سولفوکسید با هم مخلوط شده و تحت شرایط رفلاکس در دمای C60° به مدت 10 ساعت قرار گرفتند و نهایت محصول دای پدال سیلان حاصل میشود. بعد از سنتز هر دو ماده، mg200 نانوذرات تهیه شده را در240 میلی لیتر مخلوط آب و الکل ریخته و بعد از دیسپرس کردن آن در التراسنیک، 4میلی لیتر دای پدال سیلان سنتزی را قطره قطره اضافه کرده و به مدت 4 ساعت هم زده میشود و یک ساختار هسته-پوسته ایجاد میشود. در این زمان برای بدست آوردن نانوکامپوزیت فوم نرم پلی یورتان حاوی نانوذرات اکسید آهن اصلاح شده با دای پدال سیلان، ساختار هسته-پوسته سنتز شده به میزان 0 تا 3 درصد به 10 گرم ماتریس پلی اول و 6 گرم دی فنیل متان دی ایزو سیانات اضافه میشود که در ابتدا مخلوت کدر شده و در مرحله بعد شروع به حباب دادن میکند. در نتیجه فوم مورد نظر حاصل میشود.
نتایج
هدف از این پژوهش تهیه نانو کامپوزیت مگنتیت بر پایه پلی یورتان و بهبود خواص آن بوده است. نانو ذرات سوپر پارامغناطیس اکسید آهن با دای پدال سیلان، اصلاح سطحی شدند و نانو کامپوزیتهایی با درصدهای وزنی مختلف از نانوذرات اکسید آهن اصلاح شده تهیه شدند. بعد از تهیه این نانوکامپوزیتها خواص حرارتی آنها با آنالیز وزن سنجی حرارتی بررسی شده و نتایج بررسیها نشان دادند که با افزایش مقدار نانو ذرات آهن از 0 تا 3 درصد در ماتریس پلی یورتان، مقاومت حرارتی فومها بهبود یافتند. توزیع یکنواخت نانوذرات و برهم کنش قوی آنها با ماتریس پلیمری موجب بهبود این خواص میشود. افزودن مقادیر زیادی از نانو ذرات اکسید آهن در فوم به دلیل کلوخه شدن ذرات و عدم پاکنش مناسب، منجر به افت خواص فوق میشود.
