شماره ركورد
23479
شماره راهنما
NANO2 122
عنوان
ساخت و ارزيابي ريزساختاري و خواص اپتيكي لايههاي نازك نانوكامپوزيتي ابرآبگريز بر پايه سيلوكسان
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
نانو فيزيك
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
آذرماه 1402
صفحه شمار
71 ص.
استاد راهنما
بهروز موحدي
كليدواژه فارسي
ابرآبگريز , شفافيت , زبري سطح , نانو ذرات سيليكا , رزين پايه آب , رزين پايه آب , رزين پايه حلال
چكيده فارسي
شفافيت بالا يكي از ملزومات اساسي براي عملكرد خوب دستگاههاي نوري مثل پنجرههاي هوشمند، پنل¬هاي خورشيدي و دستگاههاي الكترونيك نوري است. همچنين قرار گرفتن مكرر اين دستگاهها در محيط هاي مختلف در فضاي باز بهناچار سطح بيروني¬آن ها را لكه دار مي¬كند كه عملكرد آن¬ها را كاهش ميدهد. هدف از اين پژوهش ساخت پوششهاي ابر آبگريز شفاف، براي بالا بردن بازده دستگاههاي نوري و بهتر شدن عملكرد آن ها است. در اين پژوهش، ابتدا نانو ذرات سيليكا، با مخلوط كردن تترا¬اتيل¬اورتو¬سيليكات با آب ديونيزه و اتانول در مقادير مختلف، سنتز شدند. همچنين نانو ذرات تجاري ابتدا در مخلوط آب و اتانول پراكنده شدند و سپس با عامل هايآبگريزPDMS يا HMDSاصلاح سطح شدند. به منظور ارزيابي اندازه و توزيع نانو ذرات از آزمون¬اندازه توزيع نانو ذرات (DLS) و براي ارزيابي پايداري نانو ذرات از آزمون زتا پتانسيل استفاده شد. براي ساخت لايههاي نازك نانو¬كامپوزيتي،نانو¬ذرات سيليكا با پليمر¬هاي پلي وينيل الكل(PVA)، رزين پايه حلال، رزين پايه آب و GPTMS به طور مجزاتركيب شدند. روش اعمال پوشش به صورت لايه به لايه يا مخلوط باسل حاوي نانو¬ذرات بود. سپس پوششهادر محلول¬هايآبگريزپلي¬دي متيل سيلوكسان،هگزا متيل ديسيلازان و تري متيل كلرو سيلان به طور مجزا غوطهور شدند. به منظور ارزيابي خواص فيزيكي و شيميايي پوششهااز آزمون¬هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM)،طيفسنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، زاويه تماس ايستا و زاويه تماس لغزشي قطره¬هاي آب، آزمون چسبندگي و آزمون پايداري UV استفاده شد.نتايج نشان داد، نانو¬ذرات سيليكاي سنتز شده با TEOS،داراي اندازه nm216و زتا پتانسيل mV19.1- و با اضافه كردن عامل APTES با ايجاد عامل فضايي اندازه نانو ذره به nm29 و زتا پتانسيل به mV0.3-رسيد. زاويه تماس در پوششهاي پليمري ساخته شده با نانو ذرات سيليكا بر رزين پايه حلال دو جزئي و PVAبه بيش از°150 و زاويه لغزشي °3 رسيد. شفافيت كامپوزيت هاي PVA/TEOSدر محدوده نور مرئي حدود 80% بود و طبق آزمون چسبندگي، پوششها چسبندگي مناسبي به سطح داشتند. با قرار گرفتن مداوم تحت اشعه UV زاويه تماس قطره آب در پوشش¬هاي آبگريز شده با TMCS5% كاهش يافت كه در اين حالت ابرآبگريزي خود را حفظ كردو در بقيه پوشش¬ها زاويه تماس نهايتا 30% كاهش يافت.
كليدواژه لاتين
Superhydrophobicity , transparency , surface roughness , silica nanoparticle, , Water based resin , Solvent base resin
عنوان لاتين
Fabrication and evaluation of Microstructural and Optical Properties of Super-Hydrophobic Siloxsane-Based Nanocomposite Thin Films
گروه آموزشي
نانو فناوري
چكيده لاتين
High transparency is one of the basic requirements for the good performance of optical devices such as smart windows, solar panels and optoelectronic devices. Also, the repeated placement of these devices in different outdoor environments inevitably stains their outer surface, which reduces their performance. The purpose of this research is to make transparent superhydrophobic coatings to increase the efficiency of optical devices and improve their performance.In this research, first, silica nanoparticles were synthesized by mixing tetraethylorthosilicate with deionized water and ethanol in different amounts. Also, commercial nanoparticles were first dispersed in water and ethanol mixture and then modified with hydrophobic agents such as PDMS or HMDS. In order to evaluate the size and distribution of nanoparticles, the Dynamic light scattering (DLS) test and to evaluate the stability of nanoparticles, the Zeta potential test was used.To make nanocomposite thin films, silica nanoparticles were combined with polyvinyl alcohol (PVA) polymers, solvent-based resin, water-based resin, and GPTMS separately.The method of applying the coating was layer by layer or mixed in nanoparticles sol. Then the coatings were immersed in hydrophobic polydimethylsiloxane, hexamethyldisilazane and trimethylchlorosilane solutions separately.to evaluate the physical and chemical properties of the coatings, scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared (FTIR) measurement, static contact angle and water sliding contact angle, adhesion test and UV stability test were used.The results showed that the silica nanoparticles synthesized with TEOS precursor have a size of 216 nm and a zeta potential of -19.1 mV and after adding the APTES agent,By creating the stricy factor, the size of the nanoparticle reached 29 nm and the zeta potential reached -0.3 mV. The contact angle in polymer coatings made with silica nanoparticles on two-component solvent base resin and PVA reached more than 150° and the sliding angle reached 3°.The transparency of PVA/TEOS composites in the range of visible light was about 80%, and according to the adhesion test, the coatings had good adhesion to the surface.With continuous exposure to UV rays, the water drop angle decreased by 5% in TMCS hydrophobic coatings, which maintained its superhydrophobicity in this case, and finally decreased by 30% in the rest of the coatings.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
31449
نويسنده