تاثیر نانو ذرات اکسید آهن اصلاح شده بر خواص مغناطیسی، حرارتی و مکانیک- دینامیکی فیلم های آمیخته نانوسلولز/ پلی وینیل الکل

این پژوهش به منظور مطالعه تاثیر نانوذرات اکسیدآهن اصلاح شده(minp) و نانوکریستال سلولز(ncc) بر روی خواص مغناطیسی، حرارتی و مکانیکی دینامیکی نانوکامپوزیت های پلی‌وینیل‌الکلی طراحی شد. نانوذرات fe3o4 با روش شیمیایی همرسوبی تهیه گردید. فیلم های نانوکامپوزیت با روش قالب گیری حلال تهیه شده و با تکنیک های مغناطیس‌سنجی نمونه ارتعاشی(vsm)، آزمون گرماسنجی‌روبشی‌تفاضلی(dsc) و آنالیز مکانیکی ‌دینامیکی(dma) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمون گرماسنجی‌ روبشی‌ تفاضلی مشخص کرد که با اضافه کردن نانوذرات، دمای تبدیل شیشه بطور اندک به دماهای بالاتر افزایش یافت. با این وجود درجه تبلور و دمای ذوب کاهش نشان داد. آنالیز مکانیکی ‌دینامیکی آشکار ساخت که در دماهای بالا بهبود خواص مکانیکی در اثر حضور نانوذرات، چشمگیر است. افزودن نانوذرات منجر به افزایش پایداری حرارتی پلی‌وینیل‌الکل و کاهش تحرک پذیری مولکول های ماده زمینه از طریق تشکیل پیوندهای هیدروژنی قوی بین اجزای نانوکامپوزیت شد. نتایج نشان داد که minp و ncc در بهبود خواص پلی‌وینیل‌الکل اثر هم افزا دارند. یافته های آزمون vsm مشخص کرد که مغناطیس اشباع(ms) نانوذرات اکسیدآهن بعد از اصلاح شیمیایی کاهش یافت. این مسئله به تشکیل پوشش هیدروکسی آپاتیت بر روی سطح نانوذرات اکسیدآهن نسبت داده شد. مغناطیس اشباع فیلم های pva minpنسبت به فیلم های pvaminp ncc بالاتر بود. این مسئله احتمالا ناشی از مقدار بیشتر ذرات مغناطیسی در فیلم های pva minpاست.

Effects of Modified Iron Oxide Nanoparticles on the Thermal and Dynamic Mechanical Properties of Cellulose Poly(vinyl alcohol) Blend Films

This study was designed to investigate the effect of modified iron oxide nanoparticles (MINP) and cellulose nanocrystals (NCC) on magnetic, thermal and dynamicmechanical properties of poly(vinyl alcohol) based nanocomposites. Fe3O4 nanoparticles have been synthesized using a chemical coprecipitation route. Nanocomposite films were developed by solvent casting method and their properties were characterized by vibrating sle magnetometer (VSM), differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). DSC results found that with incorporation of nanoparticles, the glass transition temperature increase slightly to higher temperatures however, the degree of crystallinity and the values of the melting temperature are found to decrease. Dynamic mechanical analysis revealed that, at the elevated temperatures, improvement of mechanical properties due to the presence of nanoparticles was even more noticeable. Addition of nanoparticles resulted in increased thermal stability of PVA due to the reduction in mobility of matrix molecules by strong hydrogen bonds between nanocomposite components. Results indicated that, MINP and NCC have synergistic effect on improving of poly(vinyl alcohol) properties. The VSM findings showed that the saturation magnetization of iron oxide nanoparticles reduced after modification. This can be attributed to formation of hydroxyapatite on nanoparticles surface. The saturation magnetization (Ms) of PVA MINP films was higher than PVAMINP NCC film. This result probably is related to more amount of magnetic nanoparticles in PVAMINP films.