نقش دمای خشک کردن و فشار مکانیکی بر ساختار سطحی و خواص دینامیکی فیلم نانوساختار پلی آنیلین

در این پژوهش نقش دمای خشک کردن و فشار مکانیکی بر ساختار سطحی و خواص دینامیکی فیلم نانوساختار پلی آنیلین (pani)مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا pani طی فرآیند پلیمریزاسیون آنیلین در حضور آمونیوم پرسولفات در محیط اسیدی سنتز و در حلال نرمال متیل2پیرولیدین حل شد. محلول بدست آمده به روش لایه نشانی غوطه وری به صورت فیلم نانوساختار روی زیر لایه شیشه ای از جنس کوارتز لایه نشانی شده و خشک گردید. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد با افزایش دمای خشک کردن ساختار سطحی فیلم از حالت فیبری به شبکه ای متقاطع بهم پیوسته در می آید. تصاویر میکروسکوپ عبوری نشان دادند قطر ساختارهای فیبری شکل در دمای 318 و k 418 به ترتیب 18 و 30 نانومتر است. آنالیز نیروی اتمی نشان داد میزان متوسط زبری سطحی فیلم paniدر دمایk 318 بدون اعمال فشار مکانیکی 63 نانومتر و در فشار 5 مگاپاسکال به کمتر از 35 نانومتر می رسد. آزمایشات آنالیز دینامیکیمکانیکیحرارتی نشان دادند دمای انتقال شیشه ای فیلم pani تهیه شده بدون اعمال فشار مکانیکی و فیلم تهیه شده در فشار 5 مگاپاسکال به ترتیب برابر 386 و k 378 است. آزمون میکروسکوپ نیروی اتمی به روش دندانه گذاری در مقیاس نانومتری جهت تعیین مقادیر سختی، مدول کشسانی و ضریب پوآسون فیلم pani بکار گرفته شد. بررسی وابستگی دمایی و فشار اعمال شده روی سطح فیلم در تعیین خواص گرانروکشسان فیلم pani می تواند اطلاعات مناسبی در خصوص میزان مدول ذخیره و مدول اتلاف فیلم و انرژی فعالسازی لایه پلیمری طی فرآیند تجزیه گرمایی در اختیار خواننده قرار دهد.

Effect of Drying Temperature and Mechanical Pressure on Surface Structure and Dynamical Properties of Polyaniline Nanostructured Film

In this study, the effects of drying temperature and mechanical pressure on the surface structure and dynamical properties of polyaniline (PAni) were studied. PAni was synthesized through the aniline polymerization process in the presence of ammonium persulfate in acidic medium and normal methyl2pyrrolidine solution. The obtained solution was dipped on a substrate of quartz glass. Atomic force microscopy (AFM) analysis based on nanoindentation tests were used to determine the values of hardness, Young rsquo;s modulus and Poisson rsquo;s ratio of the films. The results of the analysis of the scanning electron microscope demonstrated that the surface morphology of the film is changed from a fibertointerconnected crosslinked networkby increasing the drying temperature. The transmission electron microscope analysis showed that the diameter of the fibers on the surfaces dried at 318 K and 418 K was 18 and 30 nm, respectively. AFM results showed that the mean surface roughness of PAni film at 318 K without mechanical pressure was 63 nm, while for the film pressed at 5 MPa was less than 35 nm. Thermomechanical analysis showed that the glass transition temperature of the PAni film prepared without mechanical pressure and the film pressed at 5 MPa were 386 K and 378 K, respectively. Investigating the temperature dependence and applied pressure on the film surface in determining the viscoelastic properties of the PAni nanostructured film can provide readers with appropriate information about the storage and loss modulus of the film and the activation energy of the polymer layer during the thermal decomposition process.