اثر مقدار و خواص سطح نانوذرات سیلیکا بر اسفنج پلی‌استیرن

عامل هسته‌زا به‌طور معمول برای کنترل هسته‌زایی سلول در تولید محصولات اسفنجی با کیفیت مناسب استفاده می‌شود. خواص سطح نانوذرات شامل خواص هندسی مانند شکل ذرات، اندازه و توزیع آنها از جمله عوامل موثرند. با وجود این، مطالعات خیلی کمی روی اثر هندسه ذرات بر بازده اسفنج نهایی انجام شده است. این مطالعه تلاشی برای کنترل ساختار اسفنج پلیمری با استفاده از نانوذرات سیلیکا در یک فرایند ناپیوسته است. از پلی‌استیرن با مصرف معمولی (gpps1540) به عنوان زمینه پلیمری، نانوذرات سیلیکا به عنوان عامل هسته‌زا و گاز کربن دی‌اکسید به عنوان عامل پف‌زا استفاده شده است. برای پراکنش بهتر نانوذرات در زمینه پلیمر ترکیبی از روش‌های محلولی و مذاب استفاده شد. همچنین، در این پژوهش اثر اصلاح سطح نانوذرات سیلیکا روی ساختار اسفنج پلیمری بررسی شده است. ابتدا نانوذرات سیلیکا به وسیله وینیل تری‌اتواکسی سیلان اصلاح شد. سپس کشش سطحی ذرات سیلیکای اصلاح شده، اصلاح نشده و پلی‌استیرن به کمک آزمون زاویه تماس معین شد. در ادامه با ترکیبی از روش‌های محلولی و مذاب دو نوع نانوکامپوزیت با غلظت‌های مختلف پرکننده تهیه شد. همچنین، به منظور تهیه اسفنج از نمونه‌های نانوکامپوزیتی تهیه شده موجود، از دستگاه ویژه‌ای با قابلیت عملکرد در دما و فشار زیاد، افت آنی فشار و کنترل سرعت تثبیت استفاده شد. اثر اصلاح سطح نانوذره سیلیکا روی اسفنج تهیه شده با تعیین چگالی سلول و اندازه سلول به وسیله تصاویر گرفته شده از میکروسکوپ الکترونی پویشی مشخص شد. نتایج نشان داد، اصلاح سطح نانوذرات منجر به افزایش چگالی سلول و کاهش اندازه سلول می‌شود و افزایش غلظت نانوذرات این اثربخشی را افزایش می‌دهد.