خواص نانوکامپوزیت‌های اپوکسی حاوی نانوذرات اکسیدروی اصلاح شده: مطالعه مروری و تحلیل پیشرفت‌های نوین و بررسی پایداری گرمایی و رفتار تخریب گرمایی

نوع مقاله : مروری تحلیلی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، صندوق پستی 73441 - ۸۱۷۴۶، اصفهان، ایران

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.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Surface Modification of Epoxy Nanocomposites Containing Zinc Oxide Nanoparticles: A Review and Analysis of Recent Advances with Evaluation of Thermal Stability and Degradation Behavior

نویسندگان English

Mohammad Hossein Karami
Omid Moini Jazani
Ali Kordi
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Isfahan, P.O. Box 81746-73441, Isfahan, Iran.
چکیده English

Research Topic:
This review article focuses on recent advancements in enhancing the mechanical, thermal, electrical, and corrosion-resistant properties of epoxy resin through the incorporation of surface-modified zinc oxide nanoparticles. The main objective of this review is to highlight the role of nanoparticle surface modification and weight fraction on the performance of epoxy nanocomposites and to provide a comprehensive overview of the findings reported in previous studies.
Research Method:

In this review, scientific articles and experimental studies on epoxy nanocomposites containing zinc oxide nanoparticles were systematically analyzed. Selected studies were evaluated based on criteria such as the type of nanoparticle surface modification, dispersion and mixing methods, nanoparticle weight fraction, and their effects on the mechanical and thermal properties of the epoxy matrix. Additionally, the findings related to hybrid nanocomposite structures and their synergistic effects were summarized.
Main Findings:

The review indicates that uniform dispersion of nanoparticles in the epoxy matrix improves interfacial adhesion, prevents stress concentration and crack propagation, and consequently enhances the overall strength and durability of the material. Most studies suggest that low nanoparticle loadings (0.25–1 wt%) promote better dispersion and improved mechanical properties, whereas higher loadings may cause particle agglomeration and reduced performance. Surface modification of nanoparticles with silane or amine groups enhances compatibility with the polymer matrix, improves stress transfer, and increases thermal stability. Furthermore, recent studies show that hybrid nanocomposite structures create synergistic effects, simultaneously enhancing multiple performance characteristics. Overall, the incorporation of surface-modified nanoparticles into epoxy resin demonstrates significant potential for developing advanced materials in electronics, photonics, marine, medical, and aerospace applications.

کلیدواژه‌ها English

Epoxy Resin
Modified Zinc Oxide nanoparticles
Morphology
Mechanical properties
Thermal Degradation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 16 فروردین 1405

  • تاریخ دریافت 21 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 23 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 24 آذر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 16 فروردین 1405
  • تاریخ انتشار 16 فروردین 1405