تاثیر اندازه و ساختار نانوذرات سیلیکا بر مورفولوژی و رفتار کششی اسفنج‌های منعطف نانوکامپوزیتی برپایه پلی‌یورتان

Abstract

در این پژوهش به بررسی تاثیر اندازه و نوع ساختار نانوذرات سیلیکا بر مورفولوژی ساختاری نمونه‌های اسفنج منعطف پلی‌یورتان و همچنین به بررسی رفتار کششی آن‌ها پرداخته شد. بدین منظور نانوذرات سیلیکا با دو ساختار مختلف توپر و توخالی و میانگین اندازه‌ ذرات 40 nm و 150 nm تهیه گشتند و به عنوان فاز تقویت‌کننده در زمینه اسفنج منعطف پلی‌یورتان با درصدهای وزنی مشابه 0.1،0.2 و 0.3 پخش گردیدند و نمونه‌های نانوکامپوزیتی ساخته شدند. در ادامه به مقایسه و بررسی ساختار این دو گروه از نانوکامپوزیت‌ها با یکدیگر و نمونه خالص توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) پرداخته شد و تاثیر ساختار نمونه بر رفتار کششی آن‌ها بررسی شد. نتایج حاصل از SEM نشان می‌داد که در درصدهای وزنی مشابه از فاز تقویت‌کننده، اندازه و تعداد سلول‌های تشکیل شده در نانوکامپوزیت‌ پلی‌یورتان- نانوذرات توپر سیلیکا نسبت به نانوکامپوزیت پلی‌یورتان- نانوذرات توخالی سیلیکا و نمونه پلی‌یورتان خالص بیشتر می‌باشد. همچنین نتایج آزمون کشش نشان داد که با افزایش درصد وزنی فاز تقویت‌کننده در زمینه اسفنج پلی‌یورتان، استحکام کششی نسبت به نمونه خالص بهبود و درصد ازدیاد طول کاهش پیدا کرده است. بعلاوه افزایش خواص کششی با تعداد و اندازه سلول‌های شکل گرفته رابطه مستقیمی دارد. به طوری‌که نانوکامپوزیت‌های تقویت‌شده با نانوذرات توپر و نانوذرات توخالی سیلیکا در 0.3% وزنی، استحکام کششی به ترتیب حدود %78 و %34 افزایش و درصد ازیاد طول نیز به ترتیب حدود 44% و 30% نسبت به نمونه خالص کاهش پیدا کرد.