Rétegszilikát töltőanyagok felületkezelése alkoxiszilán vegyülettel
Kompozitok tulajdonságait alapvetően négy tényező határozza meg: a komponensek tulajdonságai, az összetétel, a szerkezet és a komponensek között kialakuló kölcsönhatások [1]. A kölcsönhatások nagysága függ a kölcsönható felületek nagyságától, illetve a komponensek között kialakuló specifikus kölcsönhatásokról.
Nanokompozitok esetén olyan töltőanyagot diszpergálnak polimer mátrixban, melynek legalább egyik dimenziója nanométeres nagyságrendbe esik, így a mikrokompozitoknál megszokott néhány m2/g-os határfelülethez képest egy, vagy akár két nagyságrenddel nagyobb értéket érhetünk el [2]. A rétegszilikátok egy nanométer vastagságú és több tíz, vagy száz nanométer átmérőjű korongokból épülnek fel, melyek, ha egyedi lemezekre válnak szét, közel 1000 m2/g-os fajlagos felületűek. Ebből következően polimer kompozitokban töltőanyagként alkalmazva már kis mennyiségben is nagymértékű erősítő hatást várunk tőlük, nem mellesleg nagy mennyiségben állnak rendelkezésre a természetben. Az erősítő hatás eléréséhez azonban elengedhetetlen, hogy a töltőanyagszemcséket egyedi lemezekre bontsuk le a feldolgozás során. Korábbi kutatásaink rámutattak arra, hogy a lehetséges kölcsönhatások közül a H-híd, különösen az, ahol a szilikát akceptorként vesz részt az, ami kritikus szerepet játszik a szemcsék lebomlásában, a kialakuló szerkezetben, illetve a töltőanyag erősítő hatásában.
A megfelelő polimer mátrix azonban mind a rétegszilikát éleivel, mind lapjaival képes H-hidas kölcsönhatás kialakítására. Jelen kutatómunka célja egy mesterséges rétegszilikát (Laponite) éleinek felületkezelése 3-etoxi-trimetilszilánnal, ezáltal a mátrix-töltőanyag kölcsönhatások módosítása. A kutatómunka során infravörös spektroszkópiával vizsgáltuk, hogy mennyi szilán vegyület köthető meg a szilikát élein, illetve milyen mellékreakciók játszódnak le.
[1] Móczó, J. és B. Pukánszky, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2008. 14(5): 535-563.
[2] Alexandre, M. és P. Dubois, Materials Science and Engineering: R: Reports, 2000. 28(1–2): 1-63.
szerző
-
Simon Nóra
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Pukánszky Béla
egyetemi tanár, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék -
Hegyesi Nóra
tudományos segédmunkatárs, MTA TTK Anyag-és Környezetkémiai Intézet (külső)
