31673

سنتز نانوكامپوزيت تابش‌پز يورتان اكريلات/POSS/نقاط كوانتومي كربن و بررسي خواص آن

كارشناسي ارشد

مهندسي پليمر

1403

1403.07.14

دكتر محمد فصيحي، دكتر بهزاد شيركوند

-

مهندسي شيمي، نفت و گاز

اين تحقيق بر توسعه و بهينه‌سازي يك روش سريع، كم‌هزينه و سازگار با محيط‌زيست براي سنتز نقاط كوانتومي كربن (CQDs) متمركز است كه به‌عنوان پركننده در نانوكامپوزيت‌هاي تابش پز، مبتني بر رزين يورتان اكريلات و حاوي پركننده‌هاي وينيل سيلسسكويوكسان اليگومري چندوجهي (Vinyl POSS) به كار رفته‌اند. در ابتدا، سنتز پلي‌يورتان اكريلات با موفقيت انجام شد. نقاط كوانتومي كربن توسط روش مايكروويو با استفاده از سفيده تخم بلدرچين سنتز شده و از طريق روش‌هاي طيف‌سنجي و ميكروسكوپي مختلف هويت شناسي شدند. اصلاح سطح نقاط كوانتومي كربن با موفقيت انجام گرديد. سپس، مقدار معيني از Vinyl POSS با درصدهاي وزني مختلف از CQDs به رزين يورتان اكريلات افزوده شد و نانوكامپوزيت‌هاي UA-CQDs@POSS تهيه شدند. از طريق يافته‌هاي طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون‌قرمز (FTIR)، طيف‌سنجي فرابنفش - مرئي (UV-VIS) و فوتولومينسانس (PL) گروه‌هاي عملكردي موجود و ويژگي فلورسانت نانوذرات CQDs جهت استفاده در رزين پليمري تأييد شدند. طيف‌سنجي تفرق نور پويا (DLS) و پتانسيل زتا، سايز نقاط كوانتومي كربن و پايداري قابل‌قبول آنها را نشان داد. توزيع ريخت‌شناسي و پخش يكنواخت CQDs در بستر پليمري توسط آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM) اثبات شد. نتايج آناليز زاويه تماس (CA) منجر به افزايش 14 درجه زاويه تماس در نمونه UA-0.5%CQDs@POSS نسبت به نمونه خالص شد و زبري سطح از 24.4 به 106 نانومتر افزايش يافت. افزايش درصد CQDs، افزايش آب‌دوستي سطح نانوكامپوزيت‌ها و كاهش زبري متوسط را گزارش نمود. طيف‌سنجي‌هاي TGA و DTG نشان دادند كه افزودن CQDs@POSS به يورتان اكريلات موجب كاهش پايداري حرارتي شده و با افزايش CQDs در نمونه UA-1.5% CQDs@POSS دماي تجزيه به تأخير افتاده است. نتايج آناليز تجزيه‌وتحليل مكانيكي (DMTA) نشان داد كه افزودن CQDs به بستر رزين منجر به افزايش Tg نانوكامپوزيت شده است.

1403/09/17

Synthesis of UV-Curable Urethane Acrylate/POSS/Carbon Quantum Dot Nanocomposite and Investigation of Its Properties

10/5/2025 12:00:00 AM

This research focuses on the development and optimization of a rapid, cost-effective, and eco-friendly method for the synthesis of carbon quantum dots (CQDs), which are used as fillers in UV-curable nanocomposites based on urethane acrylate and containing octavinyl POSS (OV-POSS). Initially, the practical synthesis of polyurethane acrylate was achieved. The quail egg white was used in the microwave process to create CQDs. Specific weight percentages of carbon quantum dots and Vinyl POSS were added to urethane acrylate to prepare UA-CQDs@POSS nanocomposites. The functional groups and fluorescence properties of CQDs nanoparticles were validated for use in polymer resin via the findings of FT-IR, UV-VIS, and PL spectra. FE-SEM was employed to observe the uniform distribution and morphology of CQDs@POSS within the polymer matrix. The UA-0.5%CQDs@POSS compared to the pure UA was associated with a 14◦ increase in the contact angle and a change in surface roughness from 24.4 to 106 nm. Increased hydrophilicity of the nanocomposites and decreased average roughness were noted with increasing CQDs. The addition of CQDs@POSS to urethane acrylate was found to reduce its thermal stability; however, due to improved interactions, the UA-1.5% CQDs@POSS sample exhibited the highest thermal stability. The results of Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) indicated that adding CQDs to the resin matrix increased the Tg of the nanocomposite.

پخت با پرتو فرابنفش , نانوكامپوزيت , پليمر هيبريدي , يورتان آكريلات , نقاط كوانتومي كربن , وينيل سيلسسكويوكسان هاي اليگومري

UV curing , nanocomposite , hybrid polymer , urethane acrylate , carbon quantum dots , oligomeric vinyl silsesquioxanes

faezeh maghsoumi

Dr. mohammad fasihi, Dr. behzad shirkavand