پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده این مقاله مروری به بررسی پیشرفت‌های اخیر در زمینه بهبود خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و ضدخوردگی رزین اپوکسی از طریق افزودن نانوذرات اکسیدروی اصلاح‌شده می‌پردازد. هدف از این مرور، تبیین نقش نوع عامل اصلاح سطحی و درصد وزنی نانوذرات در عملکرد نانوکامپوزیت‌های اپوکسی و ارائه دیدی جامع از یافته‌های پژوهش‌های انجام‌شده در این حوزه است. در این مطالعه مروری، منابع علمی و پژوهش‌های تجربی منتشرشده در زمینه نانوکامپوزیت‌های اپوکسی حاوی نانوذرات اکسیدروی مورد بررسی و تحلیل تطبیقی قرار گرفته‌اند. مقالات منتخب بر اساس معیارهایی همچون نوع اصلاح سطح نانوذرات، روش اختلاط و پراکنش، درصد وزنی نانوذرات و اثر آن‌ها بر خواص مکانیکی و حرارتی رزین اپوکسی تحلیل شده‌اند. همچنین، یافته‌های گزارش‌شده در زمینه استفاده از ساختارهای هیبریدی و اثرات هم‌افزایی آن‌ها جمع‌بندی شده‌است. مرور مطالعات نشان داد که توزیع یکنواخت نانوذرات در ماتریس اپوکسی موجب افزایش چسبندگی بین فازها، جلوگیری از تمرکز تنش و رشد ترک‌ها و در نتیجه بهبود استحکام و دوام ساختار می‌شود. نتایج اغلب پژوهش‌ها حاکی از آن است که بارگذاری‌های پایین نانوذرات (در محدوده ۰٫۲۵ تا ۱ درصد وزنی) به پراکندگی بهتر و بهبود خواص مکانیکی منجر می‌شود، درحالی‌که مقادیر بالاتر باعث تجمع ذرات و افت عملکرد مکانیکی می‌شود. همچنین اصلاح سطح نانوذرات با گروه‌های سیلانی یا آمینی موجب افزایش سازگاری با ماتریس پلیمری، بهبود انتقال تنش و پایداری حرارتی بیشتر شده است. علاوه بر این، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که ساختارهای هیبریدی نانوکامپوزیت‌ها با ایجاد اثر هم‌افزایی، موجب ارتقای هم‌زمان چندین ویژگی عملکردی می‌شوند. جمع‌بندی نتایج نشان می‌دهد که استفاده از نانوذرات اصلاح‌شده در رزین اپوکسی چشم‌انداز روشنی برای توسعه مواد پیشرفته در صنایع الکترونیک، نوری، دریایی، پزشکی و هوافضا فراهم کرده است.

چکیده موضوع تحقیق: وجود ضعف در استحکام مکانیکی و عدم پایداری حرارتی هیدروژل­­ها، سبب ایجاد محدودیت در کاربرد گسترده­ی آن­ها در صنایع مختلف شده است. نیاز روز افزون صنعت برای رفع این مسئله و دستیابی به هیدروژل­هایی با خواص بهبود یافته، منجر به طراحی و تولید هیدروژل­های نانوکامپوزیتی شده است.
روش تحقیق: شبکه­ی پلیمری هیدروژل­های نانوکامپوزیتی در مقایسه با هیدروژل­های مرسوم، دارای خواص ارتجاعی و رئولوژیکی بهبود یافته است. از دیگر نکاتی که بر اهمیت مطالعات ساختاری هیدروژل­های نانوکامپوزیتی می­افزاید، استحکام بالای این مواد در مقابل اعمال نیروی خارجی و همچنین حفظ ساختار آن در برابر افزایش دما است. در ایــن راســتا نوع و مقادیر نانوماده، روش ساخت و شکل­گیری شبکه­­ی هیدروژل، نقش قابل توجهی در بهبــود خــواص فیزیکــی، شــیمیایی و زیســتی هیدروژل­ها دارد و البته پارامترهای ذکر شده وابسته به کاربرد هیدروژل­های نانوکامپوزیت، متفاوت خواهد بود. که همین امر لزوم تولید هیدروژل­های نانوکامپوزیت خیاط دوز(tailor-made) را نشان می­دهد. بنابراین آشنایی با گستره­ی نانومواد، روش ساخت و شناسایی محصول در کنار اطلاعات کافی در مورد کاربرد این مواد نقش مهمی در تضمین موفقیت این مواد خواهد داشت که این امر مستلزم پژوهش و مطالعات کتابخانه­ای جامع و اشراف به فرایندهای پلیمریزاسیون، علوم ریخت­شناسی و رئولوژی خواهد بود.
نتایج اصلی: در این مقاله مروری، به پیشرفت­های علمی در زمینه­ی هیدروژل­های نانوکامپوزیتی با تمرکز بر انواع آن مبنی بر نوع نانوذرات، ویژگی­های آن، روش­های ساخت، روش­های شناسایی با دیدگاهی نوین در زمینه­های رئولوژی، آنالیز حرارتی و ریخت­شناسی پرداخته شده است و در نهایت قابلیت کاربرد این مواد در قالب یک جدول جامع در زمینه­های متفاوتی چون مهندسی بافت، ازدیاد برداشت نفت، کشاورزی و... گردآوری شده است.