پديد آورنده :
اسماعيل پور، مريم
عنوان :
مطالعه نقش شيمي و فيزيك سطح بر رفتار تر شوندگي پوشش هاي نانو كامپوزيتي پايه پلي اورتان
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان دانشكده مواد
صفحه شمار :
پانزده،[134]ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
بهزاد نيرومند، احمد منشي
توصيفگر ها :
نانو زبري , فشار جانبي سطحي , رژيم شبه قارچي , برهمكنش واندروالس
استاد داور :
محمدرضا واعظي، اكبر خدامي، حميدرضا سليمي جزي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/15
كد ايرانداك :
ID938 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده در اين پژوهش پليمر پلياورتان بهعنوان يـك پليمـر شـفاف پركـاربرد مـورد ـ ـ ـ ـ مطالعه قرار گرفت از آنجاكه پلياورتان در دسته مواد آبدوست جـاي دارد ـ تغيير ماهيت شيميايي اين پليمر با استفاده از درصـدهاي مـولي مختلـف از ـ ـ ـ ماده افزودني با انرژي سطحي پايين به روش اختلاط مورد بررسي قرار گرفـت ـ نتايج بهدست آمده از آناليز طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس و آزمـون ـ ميكروسكوپ نيروي اتمي نشان داد مهاجرت ماده افزودنـي بـهسـطح نـه تنهـا ـ ـ ــ شيمي سطح پوشش را اصلاح كرده بلكه فيزيك آن را نيز بـا ايجـاد زبـري در ـ ـ ـ مقياس نانو تغيير داده است براي پوششهاي اصلاح شده توسط پلياكريلات اصـلاح ـ شده با سيليكون مشخص شد درصد بهينه ماده اصلاحگر مقداري است كـه بتوانـد ـ ـ هم شيمي سطح و هم فيزيك آن را اصـلاح كنـد در ايـن ميـان درصـد مـولي ۵ ـ ـ ـ ـ توانست بهبود ۶ درصدي در رفتار آبگريزي ايجاد نمايد و زاويـه تمـاس را ـ از ۵۶ تا حدود ۴ درجه افزايش دهد همچنين مطالعاتي بر روي نـرخ عمـل ـ ـ آوري صورت گرفت و مشخص گرديد اين پارامتر نقش مهمي در تشكيل الگوي زبري سطح شامل تراكم اندازه و شكل زبريهـا و در نهايـت در رفتـار ترشـوندگي ـ ـ ـ پوشش دارد نتايج نشان دادند از ميان نمونههاي عمـلآوري شـده در جعبـه ـ ـ ـ دماي محيط و درجه سانتيگراد نمونهي عملآوري شده در دمـاي ـ محيط داراي بالاترين زاويه تمـاس بـوده و از بيشـترين عـدد زبـري مجـذور ـ ـ ـ ـ ـ ـ ميانگين مربعات به بزرگي نانومتر برخوردار بوده است با كاهش اين معيا زبري زاويه تماس نمونهها نيز كاهش يافته است همچنين براي اولين ر بار مكانيزمي براي توصيف عملكرد ماده افزودني در تغيير رفتار ترشـوندگي ـ و ايجاد زبري با الگوهاي مختلف پيشنهاد شد در اين راستا بر اساس نتايج حاصل از سنجش كشش سطحي و طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكـس پـارامتري ـ ـ با عنوان فشار جانبي سطحي معرفي شد اين پارامتر با اسـتفاده از انـرژي ـ ـ سطحي ماده افزودني مورد استفاده و درصد حضور آن بر روي سطح معياري كمي براي عملكرد ماده افزودني ارائه ميكند تغييرات عدد فشار جانبي از صـفر ـ به ۵ mN m و مجددا كاهش آن به ۶ mN m بـا رونـد افزايشـي و كاهشـي ـ ـ عدد زبـري مطـابق بـوده و آن را توصـيف كـرده اسـت در ادامـه پوشـشهاي ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ نانوكامپوزيتي حاوي نانوذرات سيليكا در حضور و عدم حضـور مـاده كاهنـده ـ ـ ـ انرژي سطحي به روش اختلاط تهيه شدند يافتهها نشان داد در عدم حضور ماده كاهنده انرژي سطحي الگوي زبري ايجاد شده درحضور درصد وزنـي نـانوذره ـ تا ۵ به ترشوندگي بيشتر پوشش منجر گرديده اسـت ايـن امـر بـه ماهيـت ـ ـ ـ آبدوستي سطحيترين مولكولها نسبت داده شد استفاده از ماده كاهنده انـرژي ـ سطحي در حضور درصدهاي مختلف از نانوذرات باعث ايجاد ريختهـاي متنـوع در ـ ـ سطح گرديد و پوششهاي با زواياي تماس مختلف ايجاد كرد پايينترين زاويـه تماس برابر درجه براي پوششهاي محتوي درصـد وزنـي نـانوذره و درصـد ـ ـ ـ مولي افزودني پرفلوئورودودكانول و بـالاترين زاويـه تمـاس برابـر بـا ـ ـ ـ ـ درجه براي نمونه محتوي درصد وزني نانوذره و ۵ درصد مولي افزودني پلـي اكريلات اصلاح شده با سيليكون بهدست آمد در رويكـردي ديگـر پـس از اصـلاح ـ ـ ـ سطحي نانوذرات توسط عوامل فلوئوردار و سيليكون دار پوششهاي پلياورتـاني ـ نيمهعملآوري شده در محلول حاوي نانوذرات اصلاح شده چنـدين مرتبـه غوطـهور ـ ـ ـ گرديدند در نهايت بسته بهنوع ماده آلي مورد استفاده و تعداد لايه غوطـه ـ وري الگوهاي زبري متفاوتي بر روي پوششها ايجاد شد بررسـيها نشـان داد ـ الگوهاي زبري با ساختار ميكرو نانو با محدوده عدد زبـري ميكرومتـر ـ ـ به افزايش زاويه تماس از تا درجه منجر گرديده و در مقابل در اثر تفرق نور مرئي ميزان شفافيت ايـن پوشـشها را از تـا ۴ درصـد كـاهش ـ ـ ـ ـ
چكيده انگليسي :
Study of the Role of Surface Chemistry and Physics on Wetting Behavior of Polyurethane Nanocomposite Coatings Maryam Esmaeilpour m esmaeilpour@ma iut ac ir 21 september 2016 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 831111st Supervisor B Niroumand14 behzn@cc iut ac ir2nd Supervisor A Monshi1 a monshi@cc iut ac irDepartment Graduate Coordinator M AtapourAbstractIn this work the effects of surface chemistry and physics on the wetting behavior ofpolyurethane coatings were studied The polyurethane coatings were applied on the glassslides in order to ensure the transparency of coatings during the investigation Differentmolar percents of a surface energy reducing agent SERA were used to study the role ofchemical modification in wetting of the polyurethane coatings Different roughnesspatterns with different densities sizes and shapes of surface features were formed theoptimum amount of modifier which altered both the chemistry and physics of the coatingwas found to be 5 mole The modifier increased the contact angle from 65 to 104 Inaddition a mechanism for the effects of additive on the wetting behavior and surfacepattern of the coatings was presented for the first time Nanocomposite coatings containingsilica nanoparticles with and without the surface energy reducing agent were then preparedusing a mixing technique The lowest contact angle of 90 and highest contact angle of109 were obtained for the coating with 8 wt nanoparticles and 1 mole perflourododecanol and the coating with 2 wt nanoparticles and 5 mole silicone modified polyacrylate respectively In another approach partially cured polyurethanecoatings were deep coated several times in a dispersion containing surface modifiednanoparticles It was found that the wetting behavior of these coating had a goodcompliance with the mushroom regime Keywords PU coatings Surface energy reducing agent Wetting Lateral surface pressure Nanoroughness mushroom like regime1 IntroductionConsiderable efforts have been made to obtain high degrees of hydrophobicity in polymercoatings through chemical modification and engineering of the surface pattern Amongvarious polymers polyurethane PU coatings are known for their excellent durability andresistance Anti graffiti anti fog anti icing anti corrosion and self cleaning are importantfeatures of PU hydrophobic coatings that industries such as construction marine automotive and aviation are seeking to achieve 1 3 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran 14
استاد راهنما :
بهزاد نيرومند، احمد منشي
استاد داور :
محمدرضا واعظي، اكبر خدامي، حميدرضا سليمي جزي
