hrvatski

Kompoziti na osnovi epoksidne smole i SiO2 nanočestica

U polimerne materijale desetljećima se dodaju razna punila, bilo radi sniženja cijene, bilo radi poboljšanja svojstava. Radi što boljeg kontakta između punila i polimera dodaju se modifikatori površine, sredstva za povećanje međusobne adhezije. Novi pomak u mogućnostima i primjeni kompozitnih materijala postignut je razvojem područja nanokompozita, kompozita s punilom kojem je barem jedna dimenzija manja od 100 nanometara. Zbog velike dodirne površine među fazama takvi materijali mogu imati nova svojstva. U ovom radu pripravljeni su i karakterizirani kompoziti na osnovi epoksidne smole i komercijalnog SiO2 nanopunila, uz organski modificirani silan, 3 glicidiloksipropiltrimetoksisilan (GLYMO), kao modifikator površine punila. Cilj rada je bio postići dobru homogenost i bolja svojstva dobivenih materijala. AEROSIL® 300 nanočestice modificirane su GLYMO-m na dva načina. U prvom nanočestice su miješane s otopinom GLYMO-a u smjesi etanola i vode volumnog omjera 1:1 pri sobnoj temperaturi ili pri 60 °C. Druga modifikacija rađena je u refluksu toluena pri 110 °C, s omjerima GLYMO/SiO2. Spektroskopijom u infracrvenom području (FTIR) i kombiniranom diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom i termogravimetrijskom analizom (DSC-TGA) dokazana je prisutnost GLYMO-a na površini modificiranih nanočestica, ali nije bilo moguće utvrditi nastajanje kovalentnih veza s nanočesticama. Modifikacija u toluenu pokazala se boljom, i vjerojatno je došlo do „cijepljenja“ molekula GLYMO-a na površinu čestica. Kompoziti su pripravljeni umješavanjem modificiranih i nemodificiranih nanočestica u smolu (diglicidileter bisfenola A) koja je zatim umrežavana poli(oksipropilen)diaminom. Očvršćivanje kompozita praćeno je DSC analizom. Očvrsnuti materijali karakterizirani su toplinskim metodama DSC i TGA, te im je određena tvrdoća i čvrstoća. Prisutnost modificiranih nanočestica smanjila je stupanj umreženja epoksidno-aminske matrice, a time i njeno staklište i toplinsku stabilnost. Kompozitni materijali pokazali su veću čvrstoću (s izuzetkom kompozita punjenog SiO2 česticama modificiranim u smjesi etanola i vode) i tvrdoću od nemodificirane smole. Najveću čvrstoću pokazao je kompozit punjen SiO2 česticama modificiranim u toluenu, vjerojatno zbog stvaranja veza preko epoksidnih skupina GLYMO-a.

3-glicidiloksipropiltrimetoksisilan; epoksidna smola; mehanička ispitivanja; modifikacija punila; nanokompoziti

nije evidentirano