تأثیر نانوذرات رس بر ویژگی‌های فیزیکی-شیمیایی، ساختاری و حرارتی چسب اوره فرمالدهید

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه سمنان

2 استاد دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در این تحقیق، تأثیر نانوذرات رس به‌عنوان پرکننده بر ویژگی‌های فیزیکی- شیمیایی، ساختاری و حرارتی چسب اوره فرمالدهید بررسی شد. نانوذرات رس با نسبت‌های 5/0، 1 و 5/1 درصد وزنی (نسبت به وزن خشک چسب) به چسب اوره فرمالدهید اضافه شدند. پس از افزودن نانوذرات، کلیۀ ویژگی‌های فیزیکی- شیمیایی چسب از قبیل ویسکوزیته، زمان ژله‌ای شدن، درصد مادۀ جامد و دانسیته، براساس روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شد. همچنین تغییرات ساختاری و حرارتی چسب اوره فرمالدهید حاوی نانورس به‌ترتیب با آنالیز طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، تفرق پراش پرتو ایکس (XRD) و آنالیز گرماسنجی تفاضلی (DSC) بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزودن نانوذرات رس به چسب اوره فرمالدهید، دانسیته، ویسکوزیته و درصد مادۀ جامد چسب افزایش پیدا می‌کند، درحالی که مقدار فرمالدهید آزاد و زمان ژله‌ای شدن چسب کاهش می‌یابد. نتایج آنالیز FTIR نشان داد که در چسب حاوی نانوذرات رس، میزان اتصالات متیلنی کاهش می‌یابد و پیک‌های جدیدی در باندهایcm-1 1140 و cm-1950 مشاهده می‌شود که مؤید انجام گرفتن واکنش شیمیایی بین نانوذرات رس و چسب اوره فرمالدهید است. براساس نتایج آنالیز DSC، افزودن نانوذرات رس، سبب تسریع انعقاد چسب اوره فرمالدهید می‌شود، به‌طوری که دمای انعقاد اولیه و پیک انعقاد چسب اوره فرمالدهید از 85 و 110 درجۀ سانتی‌گراد به‌ترتیب به 75 و 90 درجۀ سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. آنالیز XRD نشان داد که بعد از اضافه کردن نانوذرات رس به چسب، ساختار اتمی منظم نانورس از بین رفت و نانوذرات در درون پلیمر به‌طور کامل لایه‌لایه شدند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of nanoclay on physiochemical, thermal and structural properties of urea formaldehyde resin

نویسندگان [English]

  • hamed younesi 1
  • Saeed Najafi 2
  • Rabi Behrooz 3
چکیده [English]

In this research, the effect of nanoclay on physiochemical, thermal and structural properties of urea formaldehyde resin (UF) was investigated. The prepared GLUF resin was mixed mechanically with the 0.5, 1 and 1.5% nanoclay for 5 min at room temperature. The physicochemical properties of the prepared resins were measured according to standard methods. Also, the thermal and structural changes in UF resin containing nanoclay were measured by Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR) and X-ray Diffractometry (XRD). The physicochemical test results indicated that by addition of nanoclay the viscosity, solid content and density values were increased while the free formaldehyde and gelataion time of resin were decreased. FTIR analysis indicated that the addition of nanoclay decreased the methylene linkages in UF resin. Moreover, the new peak was appeared at 850 and 1140 cm-1 bands in nanoclay filled UF resin dealing that a chemical interaction between nanoclay and UF resin was accrued. According to DSC analysis nanoclay accelerates the curing temperature of resin while the onest and temperature peaks dramatically decreased. XRD analysis showed that nanoclay completely exfoliated in UF resin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urea formaldehyde resin
  • Nanoclay
  • structural properties
  • Thermal properties