Skip to main content
SUPERVISOR
Hassan Hadadzadeh,Shadpour Mallakpour
حسن حداد زاده (استاد مشاور) شادپور ملک پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Khani
زهرا خانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Application of vitamin B1 (thiamine) for the surface treatment of silica nanoparticles؛ Synthesis and characterization of poly(vinyl chloride)/Silica and poly(vinyl alcohol)/Silica nanocomposites
In the first project, poly(vinyl chloride) (PVC)/silica (SiO 2 ) anocomposites (NCs) were prepared. Firstly, for decreasing the agglomeration of SiO 2 nanoparticles and improving their compatibility with the polymer matrix, the surface of SiO 2 () was modified with vitamin B 1 (VB 1 ) as a biocompatible coupling agent. The interaction between and VB 1 was confirmed by several techniques including FT-IR, XRD, FE-SEM, TEM, and TGA. From comparing of the TGA curve of the modified SiO 2 with its pure form, the presence of VB 1 on the surface of was proved. Based on the XRD patterns, the surface modification had no effect on the crystalline structure of the SiO 2 . The FT-IR analysis showed grafting of VB 1 on the surface of SiO 2 . The Morphology observations (TEM analysis) confirmed the reduction of average particle size of SiO 2 after the surface modification. Then 3, 5, and 7 wt% of the modified nanoparticles were added to the PVC matrix and PVC/SiO 2 nanocomposite films were prepared under ultrasonic irradiation as a fast, economical and environmentally friendly method. The resulting nanocomposites were characterized using several techniques including FT-IR, XRD, FE-SEM, TEM, TGA, UV-Vis spectroscopy, mechanical, and water contact angle measurement testing. The normal distribution curve showed the nanometer scale dispersion of nanoparticles in the polymer matrix. Also, the mean size of the nanoparticles was estimated 18 nm. The TGA results displayed an increase in the thermal stability of the nanocomposite films in comparsion with the neat polymer. According to the UV-Vis spectrum, the nanocomposite films exhibited more absorption in comparison with the pure polymer. The result of the contact angle measurement showed an increase in the hydrophilicity. In the second project, poly(vinyl alcohol) (PVA) was used as a polymer matrix and PVA/SiO 2 NC films were prepared by the addition of 3, 5, and 7 wt% of the modified SiO 2 to the PVA matrix under ultrasonic irradiation. The resulting nanocomposites were characterized using different techniques including FT-IR, XRD, FESEM, TEM, TGA, UV-Vis spectroscopy, mechanical, and water contact angle measurement test. The TEM and FE-SEM images showed a spherical morphology and uniform dispersion of the nanoparticles in the polymer matrix. According to the TGA thermograms, the addition of the nanoparticles into the polymer matrix leads to an increase in its thermal resistance and hydrophilicity. Also, the mechanical properties of PVA were improved.
در پروژه تحقیقاتی اول، نانوکامپوزیت‌های پلی(وینیل‌کلرید)/سیلیکا تهیه شدند. ابتدا به منظور جلوگیری از تجمع نانوذرات سیلیکا و سازگاری بیشتر این نانوذرات با ماتریس پلیمر، سطح نانوذرات با استفاده از ویتامین B 1 به عنوان عامل اصلاح کننده زیست ایمن اصلاح شد. برهمکنش بین نانوذرات سیلیکا و ویتامین B 1 با روش‌های FT-IR، XRD،FE-SEM ، TEM و TGA مورد بررسی قرار گرفت. با مقایسه نمودار تجزیه گرمایی نانوذرات سیلیکا خالص با نانوذرات اصلاح شده، وجود ویتامین B 1 بر روی نانوذرات اثبات شد. براساس الگوی‌های پراشXRD ، اصلاح سطح تاثیری بر ساختار بلوری نانوذرات سیلیکا نداشته است. طیفFT-IR نیز وجود ویتامین B 1 را بر روی سطح این نانوذرات نشان داد. بررسی‌های TEM کاهش اندازه نانوذرات سیلیکا را پس از اصلاح سطح تأیید کرد. سپس درصد‌های وزنی 3، 5 و 7 از نانوذارت اصلاح شده به پلی(وینیل‌کلرید) به عنوان بافت پلیمر افزوده شد و به این ترتیب فیلم‌های نانوکامپوزیتی پلی(وینیل‌کلرید)/سیلیکا تحت امواج فراصوت به عنوان روشی سریع، مقرون به صرفه و دوست‌دار محیط زیست تهیه شدند. نانوکامپوزیت‌های حاصل با استفاده از روش‌های مختلف FT-IR، XRD، FE-SEM،TEM ،TGA ، طیف سنجی UV-Vis، آزمون مقاومت مکانیکی و اندازه‌گیری زاویه تماس بررسی شدند. نمودار هیستوگرام، پخش نانومتری نانوذرات را درون بافت پلیمر نشان داد. همچنین اندازه متوسط ذرات حدود 18 نانومتر تخمین زده شد. TGA مقاومت گرمایی بالاتری را برای نانوکامپوزیت‌ها در مقایسه با پلیمر خالص نشان داد. نتایج اندازه‌گیری زاویه تماس افزایش خصلت ترشوندگی در نانوکامپوزیت‌ها را نشان داد. در پروژه تحقیقاتی دوم، از پلی‌(وینیل‌الکل) به عنوان بافت پلیمر استفاده شد و با افزودن مقادیر 3، 5 و 7 درصد وزنی از نانوذرات اصلاح شده، نانوکامپوزیت‌های پلی‌(وینیل‌الکل)/سیلیکا با استفاده از امواج فراصوت ساخته شدند. نانوکامپوزیت‌های حاصل با روش‌های مختلف شامل FT-IR، XRD، FESEM،TEM ،TGA ، طیف سنجی UV-Vis، آزمون مقاومت مکانیکی و اندازه‌گیری زاویه تماس مورد بررسی قرار گرفتند. تصویرهایTEM و FESEM، مورفولوژی کروی و پخش یکنواختی از نانوذرات را درون بافت پلیمر نشان دادند. با توجه به نمودارهای TGA، افزودن نانوذرات به بافت پلیمر منجر به افزایش مقاومت گرمایی آن‌ها شد. نانوکامپوزیت‌ها، جذب UV-Vis و خصلت ترشوندگی بالاتری را نسبت به پلیمر خالص از خود نشان دادند. همچنین آزمون سنجش مکانیکی نشان داد که خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌ها نسبت به پلی(وینیل‌الکل) اولیه بهبود یافته‌اند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی