تاثیر نانو ذرات اکسید آهن اصلاح شده بر خواص مغناطیسی، حرارتی و مکانیک- دینامیکی فیلم های آمیخته نانوسلولز/ پلی وینیل الکل

Abstract

این پژوهش به منظور مطالعه تاثیر نانوذرات اکسیدآهن اصلاح شده(MINP) و نانوکریستال سلولز(NCC) بر روی خواص مغناطیسی، حرارتی و مکانیکی- دینامیکی نانوکامپوزیت های پلی‌وینیل‌الکلی طراحی شد. نانوذرات Fe3O4 با روش شیمیایی هم-رسوبی تهیه گردید. فیلم های نانوکامپوزیت با روش قالب گیری حلال تهیه شده و با تکنیک های مغناطیس‌سنجی نمونه ارتعاشی(VSM)، آزمون گرماسنجی‌روبشی‌تفاضلی(DSC) و آنالیز مکانیکی- ‌دینامیکی(DMA) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمون گرماسنجی‌ روبشی‌ تفاضلی مشخص کرد که با اضافه کردن نانوذرات، دمای تبدیل شیشه بطور اندک به دماهای بالاتر افزایش یافت. با این وجود درجه تبلور و دمای ذوب کاهش نشان داد. آنالیز مکانیکی- ‌دینامیکی آشکار ساخت که در دماهای بالا بهبود خواص مکانیکی در اثر حضور نانوذرات، چشمگیر است. افزودن نانوذرات منجر به افزایش پایداری حرارتی پلی‌وینیل‌الکل و کاهش تحرک پذیری مولکول های ماده زمینه از طریق تشکیل پیوندهای هیدروژنی قوی بین اجزای نانوکامپوزیت شد. نتایج نشان داد که MINP و NCC در بهبود خواص پلی‌وینیل‌الکل اثر هم افزا دارند. یافته های آزمون VSM مشخص کرد که مغناطیس اشباع(Ms) نانوذرات اکسیدآهن بعد از اصلاح شیمیایی کاهش یافت. این مسئله به تشکیل پوشش هیدروکسی آپاتیت بر روی سطح نانوذرات اکسیدآهن نسبت داده شد. مغناطیس اشباع فیلم های PVA- MINPنسبت به فیلم های PVA-MINP- NCC بالاتر بود. این مسئله احتمالا ناشی از مقدار بیشتر ذرات مغناطیسی در فیلم های PVA- MINPاست.