عنوان

تهیه پوشش‌های خودتمیزشونده نانوکامپوزیتی بر پایه پلی‌یورتان‌ها با استفاده از افزودنی‌های کربنی و اکسیدهای فلزی و بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی آن‌ها

‭۱۸۹۴۰پ‬

per

تهیه پوشش‌های خودتمیزشونده نانوکامپوزیتی بر پایه پلی‌یورتان‌ها با استفاده از افزودنی‌های کربنی و اکسیدهای فلزی و بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی آن‌ها

/نیلوفر مهرجوی

: شیمی

، ‮‭۱۳۹۶‬

، افشار

چاپی

In last decades, self cleaning coatings have attracted great attention due to their advantages such as time and energy saving. Self-cleaning coatings are primarily categorized into hydrophobic and hydrophilic surfaces. Hydrophilic coatings using appropriate metal oxides sheet the water that removes the dirt from the surface and chemically break down complex dirt deposits by a sunlightassisted cleaning mechanism Photocatalytic effect. ZnO nanoparticles are commonly used in preparation of hydrophilic coatings. Despite its great potential, the photocatalytic effciency of ZnO has been often low because of the fast recombination of the photogenerated electron-holepairs and the limited photoresponding range and also it has weak adhesion to the substrare. In order to sensitization of visible light and increase the stability of coating, nanocompites of ZnO nanoparticles with graphene oxide were prepared and added to the commercial grade polyurethane as an additive. Hydrophilicity, photocatalytic and antibacterial activities as well as coating stability were evaluated for modified and unmodified polyurethane coatings. Characterization and evaluation of structural and morphological properties of nanocomposites were performed by FTIR, XRD, UV-Vis and FESEM techniques. Modified polyurethane coatings exhibited good hydrophilicity under visible light irradiation. The water contact angle decreased from 70 for unmodified commercial polyurethane to about 15 or less for modified coatings. Methylene blue dye molecules were photocatalytically degraded on the surface of modified polyurethane coating under visible light illumination. The highest decolorazation efficiency was obtained using modified coating containing 3. wt nanocomposite additive of ZnO/GO (with GO to ZnO ratio of 20:100). This modified coating led to the 74

کارشناسی ارشد

شیمی کاربردی

‮‭۱۳۹۶/۱۱/۱۶‬

تبریز

در دهه های گذشته، پوشش های خود تمیزشونده به دلیل مزایایی همچون صرفه جویی در زمان و انرژی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند .پوشش‌صهای خودتمیزشونده عمدتا به دو دسته سطوح آبدوست و آبگریز طبقه بندی می شوند .پوشش های آبدوست با استفاده از اکسید های فلزی مناسب علاوه بر ورقه ای کردن آب ، ساختار شیمیایی آلودگی‌صها را درمجاورت نور خورشید) اثر فوتوکاتالیستی (از بین می‌صبرند .در تهیه پوشش های آبدوست معمولا از نانوذرات ‮‭ZnO‬ استفاده می شود .با وجود پتانسیل‌صهای زیاد‮‭ZnO‬ ، کارایی فتوکاتالیستی آن به علت نوترکیبی سریع الکترون-حفره-های تولید شده توسط نور و محدود بودن دامنه تحریک‌صپذیری به تابش الکترومغناطیس اغلب کم است .همچنین ‮‭ZnO‬ چسبندگی ضعیفی به زیرلایه دارد .به منظور حساس‌صسازی نانوذرات ‮‭ZnO‬ به نور مرئی و افزایش پایداری پوشش، نانوکامپوزیت‌صهای نانوذرات ‮‭ZnO‬ با گرافن اکسید تهیه و به عنوان افزودنی به پلی‌صیورتان تجاری اضافه شدند .آبدوستی، فعالیت های فتوکاتالیستی و ضد باکتری و نیز پایداری پوشش ها برای پوشش های پلی یورتان اصلاح شده و اصلاح نشده مورد ارزیابی قرار گرفت .شناسایی و بررسی خواص ساختاری و مورفولوژیکی نانوکامپوزیت‌صها با استفاده از تکنیک‌صهای‮‭FTIR‬ ،‮‭XRD‬ ،‮‭Vis - UV‬و ‮‭FESEM‬ انجام گرفت .پوشش‌صهای پلی‌صیورتانی اصلاح شده خاصیت آبدوستی خوبی را در حضور نور مرئی نشان دادند به طوری که زاویه تماس قطره آب از ‮‭۷۰‬ درجه در پلی‌صیورتان تجاری اصلاح نشده به حدود ‮‭۱۵‬ درجه و کمتر، در .پوشش‌صهای اصلاح‌صشده رسید .پوشش‌صهای پلی یورتان تجاری اصلاح شده ماده رنگزای آبی متیلن را با سازوکار فوتوکاتالیزوری تحت تابش نور مرئی با راندمان بالایی رنگ زدایی نمودند، که بیشترین راندمان رنگ زدایی مربوط به پوشش دارای ‮‭۳‬ از نانو کامپوزیت اکسید روی /گرفن اکسید) با نسبت اکسید روی به گرافن اکسید ‮‭۱۰۰:۲۰)‬ می‌صباشد .پوشش ذکر شده طی مدت ‮‭۵‬ ساعت تابش نور مرئی، باعث رنگ زدایی با راندمان ‮‭۷۴‬ از ماده رنگزای آبی متیلن شد .پوشش‌صهای پلی یورتان تجاری اصلاح شده عموما خاصیت ضد باکتریایی خوبی را در حضور نور مرئی نشان دادند، در حالی که پوشش‌صهای پلی یورتان تجاری اصلاح نشده هیچ گونه خاصیت ضد باکتریایی از خود نشان ندادند .مقاومت به آب پوشش‌صهای پلی یورتان تجاری اصلاح شده بیشتر از پوشش اصلاح نشده بود .نتایج مربوط به آزمون کشش و آزمون چسبندگی نیز نشان داد که افزودن اکسید روی و گرافن اکسید به همراه هم به زمینه پلی یورتانی باعث افزایش چسبندگی، استحکام کششی و مدول یانگ و کاهش ازدیاد طول در نقطه شکست می شود

In last decades, self cleaning coatings have attracted great attention due to their advantages such as time and energy saving. Self-cleaning coatings are primarily categorized into hydrophobic and hydrophilic surfaces. Hydrophilic coatings using appropriate metal oxides sheet the water that removes the dirt from the surface and chemically break down complex dirt deposits by a sunlightassisted cleaning mechanism Photocatalytic effect. ZnO nanoparticles are commonly used in preparation of hydrophilic coatings. Despite its great potential, the photocatalytic effciency of ZnO has been often low because of the fast recombination of the photogenerated electron-holepairs and the limited photoresponding range and also it has weak adhesion to the substrare. In order to sensitization of visible light and increase the stability of coating, nanocompites of ZnO nanoparticles with graphene oxide were prepared and added to the commercial grade polyurethane as an additive. Hydrophilicity, photocatalytic and antibacterial activities as well as coating stability were evaluated for modified and unmodified polyurethane coatings. Characterization and evaluation of structural and morphological properties of nanocomposites were performed by FTIR, XRD, UV-Vis and FESEM techniques. Modified polyurethane coatings exhibited good hydrophilicity under visible light irradiation. The water contact angle decreased from 70 for unmodified commercial polyurethane to about 15 or less for modified coatings. Methylene blue dye molecules were photocatalytically degraded on the surface of modified polyurethane coating under visible light illumination. The highest decolorazation efficiency was obtained using modified coating containing 3 wt nanocomposite additive of ZnO/GO (with GO to ZnO ratio of 20:100). This modified coating led to the 74 decolorization of methylene blue dye during 300 minute visible light exposure. Modified commercial polyurethane coatings generally showed good antibacterial properties in the presence of visible light, while unmodified commercial polyurethane coatings did not exhibit any antibacterial properties. Water resistance of the modified commercial polyurethane coatings were more than the unmodified coating. Obtained results for adhesion and tensile test showed that co-addition of ZnO and GO to polyurethane matrix increases the adhesion strength, tensile strength and young's modulus and decreases alongation at break

مهرجوی، نیلوفر

اولاد، علی، استاد راهنما

میرمحسنی، عبدالرضا، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی