פולימרים ננו-מרוכבים – NanoComposite

פולימרים ננו-מרוכבים מוגדרים בדרך כלל כקומבינציה של מטריצה פולימרית וחלקיקים אנאורגנים בעלי ממד אחד לפחות (אורך, רוחב או עובי) בגודל של ננומטר (10-9 מטר). ייחודם של הפולימרים הננו-מרוכבים הוא באחוז הכנסת המלאן המינרלי, הוספת אחוז קטן יחסית של חלקיקים, בין 2-5% של חלקיקים בגודל של ננומטר, תורמת לשיפור היציבות הממדית, תכונות מכניות ותרמיות, תכונות עמידות לבערה וחדירות גזים ונוזלים. הכנסת הננו-חלקיקים תורמת גם להפחתה במעוותים והתכווצויות. שיפור תכונות החומר הננו-מרוכב מתבצע תודות לאינטראקציה ברמה המולקולרית בין הננו-חלקיקים לפולימר. יתרונות אלו מתקבלים ללא עליה משמעותית בצפיפות התרכובת, ירידה בגמישות ובאימפקט או הפחתת מעבר האור הנראה.

מבנה הננו-חלקיקים בפולימרים ננו-מרוכבים:
מבנה הננו-חלקיקים המשמשים בפולימרים ננו-מרוכבים יכול להיות כדורי, צינורי או לוחיתי, כאשר כל צורה מובילה לתוצאה שונה בתכונות הסופיות. לקבלת תכונות חוזק מקסימאליות לדוגמא משמשים חלקיקים בצורת צינורית או לוחיות, מכיוון שיעילות החוזק המתקבל קשורה ביחס רוחב-גובה (L/D). לקבלת תכונות משופרות לחסימות גזים
משמשים חלקיקים בצורת לוחיות, מכיוון שיעילות המחסום קשורה בשטח הפנים של הננו-חלקיק.

יתרונות הפולימרים הננו-מרוכבים:
-עליה בחוזק עם פגיעה מינימלית בגמישות ועמידות באימפקט.
– יציבות תרמית.
-עמידות בלהבה.
-שיפור בתכונות חסימה לגזים (Barrier).
-שיפור בעמידות לשחיקה (שריטות).
-הפחתה במעוותים והתכווצויות.
-כוונון תכונות אלקטרוניות ואופטיות.

פולימרים ננו-מרוכבים עם מינרל חימר שכבתי:
פולימרים ננו-מרוכבים מבוססים על מטריצה פולימרית וחימר בעל מבנה שכבתי, אשר עבר תהליך כימי להפיכתו ללוחיות עם ממדים מסדר גודל של ננומטר. פיזור לוחיות הננו-חימר תורם לשיפור תכונות הפולימר, תכונות הפולימר הננו-מרוכב קשורות בצורה ישירה למורפולוגית המערכת ולאיכות הפיזור של הפאזה האנאורגנית (לוחיות הננו-חימר).

פרסום

פולימרים:
מגוון רחב של שרפים פולימרים, לפי מחקרים שונים, משמש כמטריצה עבור ננו-תרכובות, כמו ניילון 6, פוליסטירן (PS), פוליאתר-אימיד (Polyetherimide), אקרילט ומתאקרילט, אוליגומרים, פולימתילמתאקרילט (PMMA), פוליפרופילן (PP), פוליאתילן אוקסיד (PEO), אפוקסי, פוליאימידים (Polyimides), פוליאסטר בלתי רווי ורבים אחרים. ממידע זה ניתן להניח, שהקונספציה מתאימה בדרך כלל לכל סוגי הפולימרים, אם התנאים המתאימים לפיזור החלקיקים ניתנים להשגה.

הכנה:
הכנת פולימרים ננו-מרוכבים מתבצעת על ידי פיזור חימר בעל מבנה שכבות הניתן לפרוק, במטריצה פולימרית, בדרך כלל בערכים של 5% או פחות. כימית הפרוק מרחיבה את המרחק בין שכבות החימר עד למצב בו ניתן יהיה להפרידם ללוחיות בודדות בעזרת פילמור או גזירה מכנית. תהליך הפרוק מותאם לסוג הפולימר המשמש כמטריצה נגזר מתכונותיו הפיסיקליות והכימיות. בכמה מקרים הכנת הפולימר הננו-מרוכבו תתבצע בריאקטור בזמן הפילמור, עבור מערכות פולימריות אחרות מיזוג לוחיות הננו-חימר במטריצה הפולימרית מתבצע בהתך חם.

שיפור תכונות:
חומרים ננו-מרוכבים המבוססים על לוחיות הננו-חימר, מציגים שיפור ביציבות ממדית, תכונות מכניות, תכונות תרמיות ותכונות חסימה לגזים, וזאת ללא ירידה ניכרת בתכונות אימפקט, גמישות ושקיפות התרכובת. תודות לאורינטציה של מבנה השכבות, פולימרים ננו-מרוכבים מציגים קשיחות חוזק ויציבות ממדית בשני כיוונים. עקב גודלן של לוחיות הננו-חימר הבודדות, הכמות הקטנה המוכנסת וסידורן בכיוון אחד, רוב המערכות הפולימריות הננו-מרוכבות שקופות
למעבר האור הנראה (לוחיות הננו-חימר הן באותו הגודל של גלי האור הנראה). לעומת זאת עם ממדי שטח המגיעים עד גודל מיקרון, מבנה השכבות הצפוף במטריצה הפולימרית מהווה מחסום לגזים ונוזלים, מבנה זה מספק תכונות מחסום משופרות לפולימר הבסיס.

פרסום

ננו-חימר:
מבנה לוחיות הננו-חימר המשמשות בפולימרים ננו-מרוכבים הם מינרלים אנאורגנים הקרויים אלומינו סיליקטים, החלקיקים הם בעלי עובי של 1-2 ננומטר וממדי האורך והרוחב הם מסדר גודל של עד 1000 ננומטר, לוחיות הננו-חימר
מצטיינות בשטח פנים גדול ונפח קטן.

הכנסת לוחיות הננו למטריצה פולימרית משמשת להשגת מספר מטרות:
– שיפור התכונות המכניות.
– שיפור התכונות התרמיות.
– הפחתת החדירות לגזים, לחות ופחממנים (Hydrocarbons).

Print Friendly, PDF & Email

פה יבוא באנר

תודה שאתם מבקרים בפורטל "טכנו נט". טכנו נט נט היינו פורטל מקצועי ומקיף לתחום הטכנולוגיה והתעשייה באתר תוכלו למצוא אינפורמציה מקצועית שחשובה לכם ומאגר ספקים גדול מתחום המתכת,פלסטיק, זיווד ואריזה, הייטק, אוצומציה וסייבר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

כתבות נוספות

סוגי הטכנולוגיות בתעשיית הפלסטיק

17 בדצמבר 2023

רפורמת הפלסטק
סוגי גומי לתעשיה
ייצור פלסטיק באמצעות אצות ים .
תעשיית הצמיגים צורכת כ-70 אחוז מהגומי הטבעי שמיוצר בעולם- הגלגול הירוק של ה...
אמנה סביבתית בין-לאומית למניעת זיהום פלסטיק
סוגי הטכנולוגיות בתעשיית הפלסטיק

17 בדצמבר 2023

רפורמת הפלסטק
סוגי גומי לתעשיה
ייצור פלסטיק באמצעות אצות ים .
תמיד לדעת לפני כולם

השארו מעודכנים

השאירו פרטים לקבלת עידכונים למייל

כדי להיות תמיד מעודכנים