25526

بررسي اثر اصلاح سطح سيلاني نانوسيليكا بر خواص مكانيكي چسب هاي اپوكسي كاشت آرماتور

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- مهندسي پليمر

1397

1400/3/10

مسعود جمشيدي

دانشكده مهندسي شيمي، نفت و گاز

امروزه نياز به قطعات پليمري با عملكرد بالا به شدت احساس مي شود. نانوكامپوزيت هاي اپوكسي حاوي نانوذرات سيليكا به دليل خواص ويژه اي كه دارند، بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. اما پخش نانوذرات در رزين اپوكسي چالشي جدي را بوجود آورده است. توجه به شيمي سطح نانوذرات سيليكا و اصلاح سطح آن براي گذر از اين چالش بسيار مناسب است. اصلاح سطح نانوذرات سيليكا با روش هاي گوناگون فيزيكي و شيميايي و با مواد و تركيبات مختلفي براي ايجاد عوامل سطحي جديد، تبديل سطح آب دوست نانوذرات به سطحي آب گريز و سازگار با ماتريس پليمري و ارتقاي خواص نانوذرات در ماتريس اپوكسي كه در نهايت به بهبود عملكرد نانوكامپوزيت مي انجامد، صورت گرفته است. در اين تحقيق نانوذرات سيليكا با دو نوع سيلان آميني و اپوكسايدي مورد اصلاح سطح قرار گرفتند. نتايج آناليز هاي رامان، FTIR و TGA نشان دهنده موفقيت آميز بودن فرايند سيلاني كردن بود. همچنين آناليز XRD و FE-SEMبراي بررسي ساختار نانوذرات و نانوكامپوزيت ها انجام گرفت. آزمون DSC براي تعيين دماي پخت و تخريب نانوكامپوزيت ها به كار رفت. آزمون DMTA نشان داد كه با سيلاني كردن مدول ذخيره و دماي انتقال شيشه اي نانوكامپوزيت ها افزايش مي يابد. نانوكامپوزيت هاي سيلاني در مقايسه با نانوكامپوزيت هاي غير سيلاني يا نمونه شاهد بهبود خواص مكانيكي را نشان دادند. استحكام و مدول كششي به ترتيب 187% و 106% و استحكام و مدول فشاري 250% و 97% بيشتر از نمونه شاهد بود. در نهايت با انجام آزمون بيرون كشي خواص چسبندگي چسب كاشت آرماتور سنجيده شد و نتايج حاكي از آن بود كه با سيلاني كردن چسبندگي اين گونه از چسب ها به آرماتور كاشته شده در بتن به ميزان 94% درصد نسبت به چسب اپوكسي بدون نانوذره، افزايش مي يابد.

1400/08/24

Investigation of the effect of nanosilica silane surface modification on mechanical properties of epoxy rebar anchoring adhesives

5/31/2022 12:00:00 AM

Today, the need for high-performance polymer parts is strongly felt. Epoxy nanocomposites containing silica nanoparticles have received a lot of attention due to their special properties. But the dispersion of nanoparticles in epoxy resins poses a serious challenge. Attention to the surface chemistry of silica nanoparticles and surface modification is very appropriate to overcome this challenge. Modification of the surface of silica nanoparticles by various physical and chemical methods and with different materials and compounds to create new surface agents, convert the hydrophilic surface of nanoparticles to a hydrophobic surface compatible with polymer matrix and improve the properties of nanoparticles in epoxy matrix which ultimately improve performance Nanocomposite leads, done. In this research, silica nanoparticles have been surface modified with two types of amine and epoxide silane. The results of Raman, FTIR and TGA analyzes showed that the silanization process was successful. XRD and FE-SEM analysis were also performed to study the structure of nanoparticles and nanocomposites. DSC test was used to determine the curing and degradation temperature of nanocomposites. The DMTA test showed that the storage modulus and glass transition temperature of nanocomposites increased by silane. Silane nanocomposites showed improved mechanical properties compared to non-silane nanocomposites or control samples. Tensile strength and modulus were 187% and 106%, respectively, and compressive strength and modulus were 250% and 97% higher than the control sample. Finally, by pull-out test, the adhesion properties of rebar anchoring adhesive were measured and the results showed that by silanizing the adhesion of this type of adhesives in concrete increased by 94% compared to adhesive containing non-silane nanoparticles.

اصلاح سطح , چسب نانوكامپوزيتي , عامل اتصال سيلاني , خواص مكانيكي

surface modification , Nanocomposite adhesive , silane coupling agent , mechanical properties