اصلاح سطح نانوذره‌های سیلیکا به‌منظور بهبود توزیع‌پذیری در آمیزه‌ی لاستیکی SBR/BR

Abstract

در این پژوهش اصلاح سطح شیمیایی نانوذره‌های سیلیکا با عوامل فعال در مجاورت حلال، کاتالیزور و شرایط معین آزمایشگاهی در دستور کار قرار گرفت تا تجمع و کلوخه‌یی شدن نانوذره‌ها در اثر غلتک کاری به برهمکنش پرکننده- پرکننده کاهش‌یافته و برهمکنش پرکننده- ماتریس الاستومری و سازگاری آن‌ها با یکدیگر بهبود یابد، و در نتیجه‌ی آن توزیع‌پذیری نانوذره‌ها در ماتریس کائوچویی جهت دستی‌ای به خواص مطلوب‌تر، بهتر صورت گیرد. ماده مورداستفاده جهت اصلاح سطح نانوذره‌های سیلیکا، ترکیب سیلانی بیس تری اتوکسی سیلیل پروپیل تتراسولفاید (TESPT) است. ماتریس کائوچویی مورداستفاده در این پروژه آمیزه‌ی مخلوط SBR/BR بود که کاربردهای فراوانی دارد و در رویه‌ی تایر خودروهای سواری مورداستفاده قرار می‌گیرد. تهیه‌ی ماتریس لاستیکی با استفاده از غلتک آزمایشگاهی انجام شد. از آزمون‌های طیف‌سنجی زیر قرمز (FT-IR) و وزن‌سنجی گرمایی (TGA) برای آنالیز و شناسایی اصلاح سطح نانوذره‌ها، و از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی توزیع‌پذیری و اندازه‌ی نانوذره‌های سیلیکا در ماتریس کائوچویی استفاده گردید. در آزمون اسپکتروسکوپی مادون‌قرمز انتقال فوریه (FT-IR) پیک‌های جذبی مشاهده شده در اعداد موجی 2859 و cm-1 2927 (مربوط به ارتعاش کششی کربن sp3 گروه‌های C-H موجود در ترکیب TESPT) نشان داد که گروه‌های آلی روی سطح نانوذره‌های سیلیکای معدنی قرار گرفته است. آزمون TGA نشان داد که نانوذره‌های اصلاح‌شده نسبت به نانوذره‌های سیلیکای خالص (اصلاح‌نشده)، کاهش وزن بیشتری به مقدار حدود %12 داشته که مربوط به وجود گروه‌های آلی روی نانوذره‌های اصلاح شده است. تصاویر SEM توزیع خوب و یکنواخت نانوذره‌های سیلیکای اصلاح شده در ماتریس کائوچویی را در مقایسه با نانوذره‌های خالص نشان داد. هم‌چنین توسط آزمون SEM، اندازه‌ی نانومتری نانوذره‌های اصلاح شده در ماتریس کائوچویی تأیید شد.