اگر مقدار خاک رس مصرفی بیشتر از ۴% وزنی باشد اندازه ذرات در حدود ۱۹۰میکرون به بالا گزارش شده است که بدلیل افزایش ویسکوزیته محیط، قطرات مونومری به سادگی نمی شکنند و باعث افزایش تنش برشی خواهند شد. همچنین افزایش میزان مونومر مصرفی نیز روندی مشابه با افزایش میزان خاک رس را نشان می دهد.
در سال ۲۰۰۶،سینان سن و همکاران[۵۳] نانوکامپوزیتی برپایه پلی ۴- وینیل پیریدین (P4VP) رادرحضور مونت موریلونیت آلی اصلاح شده (OMMT) به روش پلیمریزاسیون درجا سنتز کردند. دراین تحقیق خاک رس مونت موریلونیت در سه مرحله جداگانه اصلاح شده و تاثیرات نوع اصلاح کننده برروی خواص مکانیکی- دینامیکی، پایداری حرارتی وهمچنین مورفولوژی ذرات و نوع ساختار در نانو کامپوزیت نهایی P4VP/OMMT موردبررسی قرارگرفته است. دو اصلاح اول توسط نمک نوع چهارم کوکوآمین شامل یک گروه وینیلی(بانام مخففCoCo) وتری متوکسی وینیل سیلان(با نام مخفف ViSi) انجام گرفته و اصلاح سوم باحضور هردوی این مواد(با نام مخفف CoCoViSi) صورت گرفته است. ساختار دو اصلاح کننده مورد استفاده در شکل ۲-۱۴ نشان داده شده است.
شکل ‏۲‑۱۴ساختار مولکولی اصلاح کننده ها.a : چهاروجهی کوکو آمین ، b : تری متوکسی وینیل سیلان
همان طور که در تصویر فوق دیده می شود هردوی اصلاح کننده ها دارای باند فعال دوگانه در ساختار خود هستند که این امر موجب می شود تا هردو اصلاح کننده بتوانند در داخل و یا خارج فضای بین لایه های خاک رس در واکنش های پلیمریزاسیون شرکت کنند. چراکه اصلاح کننده آمینی معمولا در فضای بین لایه ها حضور دارد و اصلاح کننده سیلانی علاوه بر سطوح در لبه های خاک رس نیز با گروه های هیدروکسیلی واکنش می دهد. این محققان اذعان داشته اندکه حضور هردو اصلاح کننده فعال درون سیستم امکان دست یابی به ساختار کاملا ورقه ورقه شده درون ماتریس پلیمری را حاصل می کند. در حالیکه استفاده از اصلاح کننده آمینی یا سیلانی به تنهایی ساختار نانو کامپوزیت نهایی رابیشتر به سمت ساختار میان لایه ای سوق می هد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای سه نمونه تهیه شده در جدول ۲-۳ گزارش شده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

جدول ‏۲‑۳ نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای خاک رس اولیه و اصلاح شده ونانو کامپوزیت های تهیه شده با آنها[۵۳]

فاصله بین صفحات خاک رس در نانوکامپوزیت(nm)

فاصله بین صفحات خاک رس(nm)

خاک رس

–

۲۱/۱

NaMMT

۹۸/۲ nm

۱/۲

CoCoMMT

۳۷/۱ nm

۲/۱

ViSiMMT

عدم بازتاب

۵۴/۱

CoCoViSiMMT

مقدار فاصله بین صفحات خاک رس درحضور اصلاح کننده سیلانی، تفاوت زیادی با خاک رس اولیه ندارد. این امر ممکن است به این دلیل باشد که اصلاح کننده سیلانی فقط فعل و انفعالاتی برروی سطوح و لبه­های صفحات داشته است. این درحالیست که میزان فاصله بین صفحات برای نمونه CoCoMMT وCoCoViSiMMT بیشتر از خاک رس اولیه گزارش شده است. زیرا اصلاح کننده آمینی در بین صفحات قرار می گیرد و بسته به طول زنجیره خود می تواند این فاصله را کم یا زیاد کند. استفاده از هردو اصلاح کننده نیز منجر به ساختار ورقه ورقه شده در نانو کامپوزیت نهایی در نمونه P4VP/CoCoViSiMMT گردیده است. هم چنین در پی ورقه ورقه شدن ساختار نانوکامپوزیت نهایی، پایداری حرارتی و خواص دینامیکی – مکانیکی آن نسبت به پلی ۴- وینیل پیریدین اولیه بهبود یافته است.
درسال ۲۰۰۸، وان و همکاران[۵۴] خاک های رس­ تجاری کلوزیت Na و کلوزیت ۳۰B را با بهره گرفتن از اصلاح کننده سیلانی ۳-آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (APS) اصلاح کردند. سپس خاک های رس اصلاح شده را با پلیمر بوتیلن ترفتالات(PBT) ، توسط روش اختلاط مذاب آغشته کرده اند و نانو کامپوزیت­های PBT/Na و PBT/30B را با۳ درصد وزنی از خاک رس اصلاح شده تهیه نمودند.
این محققان نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای خاک های رس مذکور و نانوکامپوزیت های تهیه شده با آنها را گزارش کرده اند. در این گزارش آمده است که فاصله بین صفحات کلوزیت Na نسبت به کلوزیت ۳۰B ، قبل و بعد از اصلاح ، با افزایش بیشتری همراه بوده است به طوریکه فاصله بین لایه ای برای کلوزیت Na از nm 01/1 قبل از اصلاح، به nm 41/1 بعد ازاصلاح تغییر یافته درحالیکه میزان این فاصله برای کلوزیت ۳۰B ازnm 80/1 قبل از اصلاح، به nm 90/1 بعد ازاصلاح تغییر چندانی نداشته است.
به طورکلی فاصله بین لایه ای در کلوزیت۳۰B بیشتر از کلوزیت Na نشان داده شده است که دلیل آن را حضور دو گروه هیدروکسیلی در زنجیره نمک آلکیل آمونیومی (بیس(۲-هیدروکسی اتیل) متیل هیدروژنه تالو آمونیوم کلراید) درکلوزیت ۳۰Bعنوان کردند. زیرا اصلاح کننده سیلانی می تواند هم باگروه های هیدروکسیلی موجود در سورفاکتانت و هم باگروه­های Si-OH موجود در لبه های صفحات سیلیکات واکنش دهد که در این صورت اصلاح کننده سیلانی قابلیت نفوذ به فضای میان لایه ها رابا کمک اتصالات مشترک با زنجیره های آمونیومی کسب و درنتیجه باعث افزایش فاصله بین صفحات می شود. این درحالیست که کلوزیت Na تنها با اصلاح کننده سیلانی واکنش داشته وپیش از آن با اصلاح کننده آمونیومی آلی نشده بود. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای خاک رس اولیه و اصلاح شده به همراه نانوکامپوزیت تهیه شده با ۳% کلوزیت ۳۰B درجدول ۲-۴ آمده است :
جدول ‏۲‑۴ نتایج آزمون پراش اشعه ایکس[۵۴]

فاصله بین صفحات(nm)

محصول

۸۰/۱

کلوزیت ۳۰B

۹۰/۱

کلوزیت ۳۰B سیلانه شده