تهیه پوشش های نانوکامپوزیتی آلی- معدنی ضدالکتریسیته ساکن بر پایه اپوکسی/سیلیکا دارای نانوذراتITO

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه نانو تکنولوژی، معاونت پژوهشی جهاد دانشگاهی فارس، شیراز، ایران

2 کمیته پژوهشی دانشجویان، گروه فارماسیوتیکس و نانوفناوری دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران.

3 گروه علوم پلیمر، پژوهشکده علوم، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، پوش شهای پلیمری هیبریدی آلی/ معدنی بر پایه اپوکسی/ سیل کیا دارای مقادیر متفاوت نانوذرات ایندیم قلعا کسید تهیه شد و مقاومتا لکتریکی آنها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، برای تهیه پوشش هیبریدیا ز پیش ماده های3-گلیسیداکسی پروپیل تری متوکسی سیلان و تترا متوکسی سیلان ، درحضور اتیلن دی آمین به عنوان عامل پخت استفاده شد و فرآیند در دمای پایین و با استفاده از روش سُل- ژل انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمون تفرق نور لیزر نشان داد که اندازه ی ذرات در محلول سُل هیبریدی بدون حضور نانوذراتITOو محلول هیبریدی دارای نانوذرات ITOدر ابعاد نانومتری است. آزمون م کیروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که ذراتITOمکعبی شکل و اندازه آن ها بین20-50نانومتر است. تصاویر سطح و سطح مقطع پوششهیبریدی نانوکامپوزیتی توسط م کیروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که نانوذراتITOتوزیع مناسبی با ضخامتحدود 10 میکرومتر دارند.بررسی خواصا لکتریکی ضدالکتریسیته ساکن و خواص نوری نشان داد که مقاومتا لکتریکیسطحی پوشش ها با افزایش مقدار نانوذراتITOبطور قابل توجهی کاهش می یابد و در محدوده بین1%تا 2%وزنیاز نانوذرات، پوشش ها ضمن دارا بودن خواص الکتریکی در محدوده ضدالکتریسیته ساکن، از شفافیت بالایی (بالای80%) برخوردارند.با استفاده از آزمون طیف سنجی فلورسانس اشعۀایکس- پراکنش انرژی ، حضور و توزیع مناسب عناصرسیلیسم،ایندیم و قلع در پوشش های هیبریدین انوکامپوزیتی دارای نانوذراتITOتأیید شد.

کلیدواژه‌ها


[1]        Zandi-Zand R., Ershad-Langroudi A, Rahimi A, Organic–inorganic hybrid coatings for corrosion protection of 1050 aluminum alloy, Journal of non-crystalline solids, 351, 2005, 1307-1311.

 

[2]        Zandi-Zand R, Ershad-Langroudi A, Rahimi A, Silica basedorganic–inorganic hybrid nanocomposite coatings for corrosion protection, Progress in organic coatings, 53, 2005, 286-291.

 

[3]        طهماسبی ن، بنیاب ع، مهدویان احدی م، بررسی مقاومت به خوردگی نانوپوشش اپوکسی خاک رس با استفاده از آزمون مه‌نمکی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، فصلنامه مواد پیشرفته و پوشش‌های نوین، 1، 2، 1391، 3-12.

 

[4]        نادری محمودی ر، صارمی م، اسدی ن، پوشش­های حفاظتی نوین بر پایه‌ی سیلان، فصلنامه مواد پیشرفته و پوشش‌های نوین، 3، 1391، 193-204.

[5]        Farhadyar N, Rahimi A, Langroudi A E, Preparation and characterization of aromatic amine cured epoxy-silica hybrid inorganic-organic coating via in situ sol-gel process, Iranian Polymer Journal, 14, 2005, 155-162.

 

[6]        Rivero P J, Urrutia A, Goicoechea J, Zamarreño C R, Arregui F J, Matías I R, An antibacterial coating based on a polymer/sol-gel hybrid matrix loaded with silver nanoparticles, Nanoscale research letters, 6, 2011, 1-7.

 

[7]        Brusatin G, Innocenzi P, Guglielmi M, Babonneau F, Basic catalyzed synthesis of hybrid sol-gel materials based on 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, Journal of sol-gel science and technology, 26, 2003, 303-306.

 

[8]        Khramov A, Balbyshev V, Voevodin N, Donley M, Nanostructured sol-gel derived conversion coatings based on epoxy-and amino-silanes, Progress in organic coatings, 47, 2003, 207-213.

 

[9]        Al-Dahoudi N, Bisht H, Göbbert C, Krajewski T, Aegerter M A, Transparent conducting, anti-static and anti-static–anti-glare coatings on plastic substrates, Thin solid films, 392, 2001, 299-304.

 

[10]      Yang Y, Zhou Y, Ge J, Yang X, Optically active polyurethane@indium tin oxidenanocomposite: Preparation, characterization and study of infrared emissivity, Materials Research Bulletin, 47, 2012, 2264-2269.

 

[11]      Kim S S, Choi S Y, Park C G, Jin H W, Transparent conductive ITO thin films through the sol-gel process using metal salts, Thin solid films, 347, 1999, 155-160.

 

[12]      Su C, Sheu T K, Chang Y T, Wan M A, Feng M C, Hung W C, Preparation of ITO thin films by sol-gel process and their characterizations, Synthetic Metals, 153, 2005, 9-12.

 

[13]      Sun K, Ouyang J, Polymer solar cells using chlorinated indium tin oxide electrodes with high work function as the anode, Solar Energy Materials and Solar Cells, 96, 2012, 238-243.

 

[14]      Li X, Xu X, Yin X, Li C, Zhang J, A sol-gel method to synthesize indium tinoxide nanoparticles, Particuology, 9, 2011, 471-474.

 

[15]      Psuja P, Hreniak D, Strek W, The influence of sintering temperature and Sn4+ concentration on electrical and optical properties of ITO nanocrystallites,In Journal of Physics: Conference Series, IOP Publishing, 146, 2009, 12012-12020.

 

[16]      Ding X, Yan J, Li T, Zhang L, Transparent conductive ITO/Cu/ITO films prepared on flexible substrates at room temperature, Applied Surface Science, 258, 2012, 3082-3085.

 

[17]      Wolf N, Rydzek M, Gerstenlauer D, Arduini-Schuster M, Manara J, Low temperature processing of redispersed tin doped indium oxide nanoparticle coatings, Thin solid films, 532, 2013, 60-65.

 

[18]      Gilstrap R A, Capozzi C J, Carson C G, Gerhardt R A, Summers C J, Synthesis of a nonagglomerated indium tin oxide nanoparticle dispersion, Advanced Materials, 20, 2008, 4163-4166.

 

[19]      Goebbert C, Nonninger R, Aegerter MA, Schmidt H, Wet chemical deposition of ATO and ITO coatings using crystalline nanoparticles redispersable in solutions, Thin solid films, 351, 1999, 79-84.

 

[20]      Guenther G, Schierning G, Theissmann R, Kruk R, Schmechel R, Baehtz C, Prodi-Schwab A, Formation of metallic indium-tin phase from indium-tin-oxide nanoparticles under reducing conditions and its influence on the electricalproperties, Journal of Applied Physics, 104, 2008, 34501-34510.

 

[21]      Senthilkumar V, Senthil K, Vickraman P, Microstructural, electrical and optical properties of indium tin oxide (ITO) nanoparticles synthesized by co-precipitation method, Materials Research Bulletin, 47, 2012, 1051-1056.

[22]      Xu B Q, Feng R K, Yang B, Deng Y, Effect of Sn4+content on properties of indium tin oxide nanopowders, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 20, 2010, 643-648.

 

[23]      Lippens P, Büchel M, Chiu D, Szepesi C, Indium–tin-oxide coatings for applications in photovoltaics and displays deposited using rotary ceramic targets: Recent insights regarding process stability and doping level, Thin solid films, 532, 2013, 94-97.

 

[24]      Kim J W,Choi J, Hong SJ, Han JI, Kim YS, Effects of the Concentration of Indium-tin-oxide (ITO) Ink on the Characteristics of Directly-printed ITO Thin Films, Journal of Korean Physical Society, 57, 2010, 1794-1798.

 

[25]      Liu J, Wu D, Zeng S, Influence of temperature and layers on the characterization of ITO films, Journal of Materials Processing Technology, 209, 2009, 3943-3948.

 

[26]      Königer T, Münstedt H, Coatings of indium tin oxide nanoparticles on various flexible polymer substrates: Influenceof surface topography and oscillatory bending on electrical properties, Journal of the Society for Information Display, 16, 2008, 559-568.

 

[27]      Chen Q, Boothroyd C, Tan G H, Sutanto N, Soutar A M,  Zeng X T, Silica coating of nanoparticles by the sonogel process, Langmuir, 24, 2008, 650-653.

 

[28]      Jafari M, Rahimi A, Shokrolahi P, Langroudi A E, Synthesis of antistatic hybrid nanocomposite coatings using surface modified indium tin oxide (ITO) nanoparticles, Journal of Coatings Technology and Research, 11 ,2014, 587-593.

 

[29]      زارع حسین آبادی د، ارشاد لنگرودی الف، رحیمی الف، تهیه پوشش‌های لایه نازک نانوذرات آناتاز به روش سل- ژل در دمای پایین و بررسی اثر فتوکاتالیستی آنها، نشریه علمی -پژوهشی علوم و فناوری رنگ، 3، 1388، 121-129.

 

[30]      Abdollahi H., Ershad-Langroudi A., Salimi A., Rahimi A., Anticorrosive Coatings Prepared Using Epoxy–Silica Hybrid Nanocomposite Materials, Industrial & Engineering Chemistry Research, 53, 2014, 10858-10869.

 

[31]      Zand RZ., Langroudi A E, Rahimi A, Synthesis and Characterization of Nanocomposite Hybrid Coatings Based on 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilane and Bisphenol A, Iranian Polymer Journal, 14, 2005, 371-37.

 

[32]      Sunde T.O.L., Einarsrud M.-A., Grande T., Optimisation of chemical solution deposition of indium tin oxide thin films, Thin Solid Films, 573, 2014, 48-55.

[33]      Xu J., Yang Z., Wang H., Xu H., Zhang X., Effect of growth temperature and coating cycles on structural, electrical, optical properties and stability of ITO films deposited by magnetron sputtering, Materials Science in Semiconductor Processing, 21, 2014, 104-110.

 

[34]      Pujilaksono B, Klement U, Nyborg L, Jelvestam U, Hill S, Burgard D, X-ray photoelectron spectroscopy studies of indium tin oxide nanocrystallinepowder, Materials characterization, 54, 2005, 1-7

 

[35]      Cho Y S, Kim H M, Hong J J, Yi G R, Jang S H, Yang S M, Dispersion stabilization of conductive transparent oxide nanoparticles, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 336, 2009, 88-98.

 

[36]      Huffman W A, Chitosan derivatives and inorganic metal oxide particles, U.S. Patent No. 5,213,887, 25 May 1993.

 

[37]      Chau J L H, Lin Y M, Li A K, Su W F, Chang K S, Hsu S L C, & Li T L, Transparent high refractive index nanocomposite thin films, Materials Letters, 61, 2007, 2908-2910.

 

[38]      Han G, Huan S, Han J, Zhang Z, & Wu Q, Effect of acid hydrolysis conditions on the properties of cellulose nanoparticle-reinforced polymethylmethacrylate composites, Materials, 7, 2013, 16-29.