این ثبت اختراع به معرفی نانوکامپوزیت‌های معدنی /پلیمری مقاوم در برابر حرارت بالا می پردازد.
معرفی پتنت هفته: نانوکامپوزیت‌های معدنی /پلیمری مقاوم در برابر حرارت بالا
عنوان فارسی: نانوکامپوزیت‌های معدنی /پلیمری مقاوم در برابر حرات بالا
عنوان انگلیسی: High-temperature polymer/inorganic nanocomposites
شماره پتنت: US6,057,035
نام پدیدآورندگان: Singh; Anant, Haghighat; Ross
تاریخ ثبت: May 2, 2000
چکیده:
نانوکامپوزیت به گستره‌ای از مواد گفته می‌شود که از دو فاز تشکیل شده، که یکی از فازهای تشکیل دهنده آنها نانومواد باشد. به دلیل حضور نانومواد، نانوکامپوزیتها خواص جالبی از خود نشان می‌دهند در سال‌های اخیر، نانوکامپوزیتها کاربردی وسیع در صنعت پیدا کرده‌اند، با این وجود هنوز مشکلاتی از قبیل مقاومت حرارتی پایین، کاربرد این مواد را محدود کرده است. برای حل این مشکل محققان نانوکامپوزیت‌های معدنی/پلیمری را ابدع کرده‌اند.
نانوکامپوزیت‌های معدنی/ پلیمری به ویژه آن دسته که دارای سیلیکات در ساختار معدنی خود می‌باشند، به دلیل داشتن خواص جالب توجه می‌توانند در صنایع جایگاه ویژه‌ای داشته باشند.
در این نانوکامپوزیتها، نانومواد معدنی به عنوان لایه تقویت‌کننده درون ماتریکس پلیمری نانوکامپوزیت قرار می‌گیرد، که این کار به دو صورت انجام می‌شود:
الف- زنجیره‌های پلیمری بین لایه‌های سیلیکات قرار می‌گیرند.
ب- لایه‌های سیلیکات میان ماتریکس پلیمر جاسازی می‌شوند.
تصحیح سطح نانوکامپوزیت اغلب با به کار بردن سورفاکتانت‌های آلی انجام می‌شوند. امکان تبادل کاتیون‌های آلی در سطح این سورفاکتانت‌ها محل‌‌های مناسبی جهت برهمکنش عوامل آلی و معدنی ایجاد کرده است.
لایه پلیمری به کار رفته در این نانوکامپوزیت‌های جدید نایلن می‌باشد. جهت افزایش مقاومت حرارتی این نانوکامپوزیت، از آلومینیوسیلیکات (ORMLAS) در ساختار آن استفاده کردند، این ماده جدید باعث پیوند لایه سیلیکا و سورفاکتانت و لایه پلیمر می‌گردد، و یک ترکیب شیمیایی واحد بوجود می‌آید. هنگام افزاش دما، گروه‌های سورفاکتانت آلی به مولکول‌های سیلیکا پیوند خورده و پیوند پایدار Si-C تشکیل می‌شود و در نهایت مقاومت حرارتی آن ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. این نانوکامپوزیت جدید قابل آمیخته شدن با رزین‌هایی مانند پلی‌آمید، پلی‌اترآمید؛ پلی‌ایمید و پلی‌آریلین اتر است.
لازم به ذکر است ORMLAS را می‌توان به روش سل ژل تهیه کرد.
کاربرد:
این نانوکامپوزیتها دارای خواص مقاومت حرارتی بالا بوده و امکان استفاده از آنها در صنایع الکترونیک، هوافضا، خودروسازی دسته‌بندی مواد غذایی و … وجود دارد. با توجه به این که در نانوکامپوزیتها از سورفکتانت‌هایی مانند آلکیل آمونیوم استفاده می‌شود که به دلیل سمی بودن آن نمی‌توان نانوکامپوزیت را در صنایع دسته‌بندی مواد غذایی استفاده کرد. ولی با ابداع این نانوکامپوزیت معدنی/ پلیمری نیازی به استفاده از آلکیل آمونیوم نیست و می‌توان از سورفاکتانت فسفونیوم در این مواد جدید و قابل بازیافت، در صنعت مواد غذایی استفاده کرد
