Fázová struktura a vlastnosti systémů s nanočásticemi

Abstract

In situ interkalativní polymerací byly připraveny vzorky nanokompozitů na bázi epoxidové pryskyřice CHS EPOXY 520 plněné organicky modifikovanými jíly. Práce byla zaměřena zejména na nalezení podmínek přípravy exfoliovaných nanokompozitů a na nalezení vhodných metod studia jejich struktury. Za tímto účelem byly dispergací na různých laboratorních zařízeních připraveny vzorky epoxy-jílových nanokompozitů a na zobrazení jejich struktury byla aplikována řada mikroskopických technik schopných zobrazení stupně dispergace nanoplniva v matrici polymeru. Struktura pozorovaná na mikroskopických snímcích byla korelována s výsledky měření mezilamelární vzdálenosti metodou širokoúhlové difrakce X-paprsků (WAXS). Byl studován vliv jednotlivých fází přípravy nanokompozitů na dosažení exfoliovaného stavu. Bylo zjištěno, že důležitou fázi během přípravy nanokompozitů představuje botnání jílu v epoxidové pryskyřici. Byla tedy připravena řada vzorků lišících se délkou doby botnání jílu v epoxidu a byl sledován vliv doby botnání na výslednou strukturu a vlastnosti nanokompozitů. Dále byla zkoumána hypotéza, že řídícím faktorem přípravy exfoliovaných nanokompozitů je rozdíl v rychlostech vytvrzování epoxidové pryskyřice uvnitř a vně jílových galerií. Za tímto účelem bylo kationtově výměnnou reakcí připraveno několik organojílů, lišících se navzájem druhem a množstvím funkčních skupin v řetězci modifikátoru, jejichž vliv na rychlost vytvrzování epoxidu a tedy strukturu nanokompozitů byl sledován. V závěru práce byl na základě analýzy dosažených výsledků připraven organojíl, který byl modifikován tak, aby byla v co největší míře podpořena jeho exfoliace v epoxidové pryskyřici. Dispergací tohoto organojílu v epoxidové matrici byly připraveny vzorky nanokompozitů o různém obsahu organojílu a byl studován vliv koncentrace organojílu na (dynamicko)mechanické vlastnosti a strukturu těchto materiálů.