Farklı Miktarlarda SiC Nanopartiküllerini İçeren Polivinilklorür / Silisyum Karbür Nanokompozitlerinin Keşfi

Exploring of Polyvinylchloride / Silicon Carbide Nanocomposites Containing Different Amounts of SiC Nanoparticles

Özet

Polivinil klorür (PVC), farklı alanlarda yaygın olarak kullanılan popüler malzemelerden biridir, bu nedenle bilim adamları, özelliklerini iyileştirmek için karışımlar ve kompozitler gibi farklı formatlarda özelliklerini araştırmaya çalışıyorlar. Ayırt edici nano parçacıkların özellikleri nedeniyle, polimer bazlı nanokompozitler, saf polimerlere yeni özellikler sunabilir ve farklı alanlardaki uygulamalarını genişletebilir. Bu çalışmada, moleküler, termal ve mikroyapısal özelliklerini araştırmak için PVC'ye farklı oranlarda silisyum karbür (SiC) nanoparçacıklarını ekledik. Saf PVC ve kompozitlerinin moleküler bağ yapısını, termal bozunmasını, kalorik özelliklerini ve yüzey morfolojisini incelemek için zayıflatılmış toplam yansıma-kızılötesi (ATR-IR), termogravimetri (TG), diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ve optik mikroskop (OM) kullanıldı. TG sonuçlarının ilk türevi, PVC' nin maksimum termal bozunması sıcaklığının artan SiC nanopartikül oranı ile arttığını gösterdi. Aynı zamanda, PVC / % 12 mol SiC'nin nispeten düşük sıcaklıkta termal bozunmaya başladığı, ancak kompozit atık miktarının saf PVC' den daha fazla olduğu bulundu. Ek olarak, SiC nanpartikülleri, kompozitlerin erime sıcaklığının PVC' ye kıyasla biraz daha düşük bir sıcaklığa kaymasına neden oldu. Silisyum karbürün kompozit içindeki payını artmasıyla yüzeyin düzgünlüğünün azaldığı görüldü.

Abstract

Polyvinyl chloride (PVC) is one of the popular materials that extensively used in different areas, so scientists are trying to investigate its characteristics in different formats, such as blends and composites, to improve its properties. Due to the distinctive nano particles’ properties, polymer-based nanocomposites can offer new characteristics to pure polymers and can widen their applications in different areas. In this study, we added different compositions of silicon carbide (SiC) to PVC to investigate its molecular, thermal, and microstructural properties. Attenuated total reflection- infrared (ATR-IR), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), and optical microscopy (OM) were utilized to study molecular bond structure, thermal degradation, caloric properties, and surface morphology of the pure PVC and its composites. The first derivative of TG results showed that the temperature of the maximum thermal degradation of the PVC increased with increasing SiC nanoparticle ratio. Also, it is found that the PVC/12 mol% SiC started thermal degradation at comparably low temperature, however, the amount of residue of the composites is more than the pure PVC. Additionally, SiC nanoparticles caused the melting temperature of the composites to slightly shifts to a lower temperature compared to the PVC. It was observed that silicon carbide diminished the smoothness of the surface by increasing its fraction in the composite.