:: AZoNanotechnology Artikulo
Paksa sakop
Likuran
Nano thermal Pagsusuri
Eksperimental Setup
Resulta at Talakayan
Pagpindot imahe Mode
nano-salamat thermal probe Pagsubok
Paggamot Rate
Photo-mababang acrylic Polyurethane (AU) Coatings
Konklusyon
Acknowledgements
Likuran
Organic polymeric materyales ay malawak na ginamit bilang mga coatings sa isang iba't ibang mga mga merkado at application, lalo na upang mapabuti ang katangian ng ibabaw, hitsura at pagganap. Ang mga application na ito ay magiging mas sopistikadong, at dahil sa multivariate na likas na katangian ng coatings, ang kanilang mga nabawasan sukat madalas gumawa ng mga layer ng mga polymers pagkakaroon ng iba't ibang mga katangian. Sa karagdagan, ang viscoelastic likas na katangian ng mga pinaka-polymers leads sa isang minarkahan oras at temperatura pagpapakandili sa pagganap.
Chemically crosslinked coatings umunlad bilang ng mga materyales ng mga pagpipilian at ay karaniwang trabaho ng mga automotiw clearcoats upang protektahan laban sa kapaligiran impluwensya at magbigay ng simula, pinsalain at paglaban ng chip, pati na rin kaagnasan at nakatutunaw na paglaban, habang pagpapanatili ng isang mataas na pagtakpan at hitsura. Ang pagdagdag ng mga chemical additives upang mapabuti ang photostability, kaisa sa mga variable na reaksyon crosslinking, madalas gumawa ng heterogeneities hanggang sa sukat mula sa mga nanometers sa microns na ay mas madaling kapitan sa marawal na kalagayan. Ang atomic mikroskopyo Force (AFM) ay napatunayang napakahalaga para sa mga hindi lamang imaging polymeric system, ngunit para sa probing tip / sample ng mga pakikipag-ugnayan, (tulad ng sa phase imaging) para sa pagmamapa makina (pagkalastiko, kahirapan, atbp) at mga katangian ng kemikal.
Nano thermal Pagsusuri
Ang nano-salamat thermal probe mula sa Anasys Instrumentong ay nagdadagdag ng isang bagong at mahalagang kakayahan ng spatially malutas ang thermal analysis sa ang AFM. Ito ay partikular na kapaki-pakinabang para sa manipis pelikula dahil ito ay nagbibigay-daan sa pagsukat ng temperatura ng paglipat (pagtunaw o glass) sa mga napiling mga spot ng sample na aiding sa sa pagkilala at paglalarawan ng phases.
Nano-salamat thermal probe ay isang lokal na thermal analysis pamamaraan na pinagsasama ang mataas na spatial resolution kakayahan imaging ng atomic lakas mikroskopya sa kakayahan upang makakuha ng unawa ng thermal pag-uugali ng mga materyales na may isang spatial resolution ng mga sub-100nm. (Isang pambihirang tagumpay sa spatial resolution ~ 50x mas mahusay kaysa sa nakaraang katayuan ng sining, na may malalim na implikasyon para sa mga patlang ng mga Polymers at parmasyutiko). Ang maginoo AFM tip ay pinalitan sa pamamagitan ng isang espesyal na nano-salamat thermal probe probe na may isang naka-embed na pampainit pinaliit at ay kinokontrol sa pamamagitan ng espesyal na dinisenyo nano- salamat thermal probe hardware at software. Ang AFM ay nagbibigay-daan sa isang ibabaw na visualized sa nanoscale resolution sa kanyang mga regular na mode sa imaging, na nagpapahintulot sa gumagamit na piliin ang mga spatial na mga lokasyon kung saan upang siyasatin ang mga thermal na mga katangian ng sa ibabaw. Ang gumagamit pagkatapos obtains ang impormasyong ito sa pamamagitan ng nag-aaplay init lokal sa pamamagitan ng tip probe at pagsukat ng thermomechanical tugon.
Photo-mababang acrylic Polyurethane (AU) Coatings
Ang mga coatings na ito ay nakalantad, 20 linggo at 41 linggo sa UV-A at UV-B. Sila ay binubuo ng styrene-acrylic polimer na crosslinked sa 1, 6 hexamethylene diisocyanate at naglalaman ng dalawang uri ng TiO2 particle, Degussa P25 (average tipik laki 20 nm;? Uncoated at mataas potoaktibo) at R9 (average tipik laki ~ 250 nm; pinahiran sa Al2O3 (6%). Figure 5 summarizes at ikinukumpara paglambot ng mga temperatura sinusukat sa pamamagitan ng LTA (malaman 5A), sa paghahambing sa Tg mula sa MDSC, (malaman 5b).
.jpg)
Figure 5. Paghahambing ng paglambot ng mga temperatura sinusukat para sa mga UV-nakalantad (0, 20 at 41 linggo) malinaw at TiO2 napuno (P25 at R9) acrylic coatings urethane gamit ang nano thermal analysis (A) at MDSC (B). Ibabaw ng morpolohiya ay sinusuri sa pamamagitan ng pag-scan ng elektron mikroskopya.
Ang mga data na ito ay malinaw na nagpapakita ng pagkamapagdamdam sa ibabaw ng nano-salamat thermal probe, kumpara sa bulk Tg pagsukat gamit MDSC. Ang isang malaki na katawan ng kaalaman ay naipon sa ibabaw pagiging sensitibo ng mga proseso photodegradation [12]. Ito ay kaya hindi nakakagulat na ang nano-salamat thermal probe ay nagbibigay ng isang sensitibong sukatan ng photooxidative mga epekto ng UV exposure para sa malinaw at TiO2-punong coatings at nagpapakita ng isang pagtaas sa paglambot temperatura (ie crosslink density) na may nadagdagan UV exposure ulit. Sa paghahambing, ang MDSC paglalarawan ng ang bulk manipis pelikula ay hindi kaya ng differentiating epekto ibabaw mula sa bulk at hindi maaari makita ang ibabaw kemikal at istruktura pagkaimbi pinagdudusahan sa pamamagitan ng coatings ng ipinapakita sa pamamagitan ng ang pag-scan micrographs elektron mula sa 41 linggo nakalantad coatings (malaman 5C.).
Konklusyon
Nano-thermal analysis sa kumbinasyon sa AFM nagpapatunay na maging isang mahalagang tool para sa pag-aaral ng mga polymeric coatings at ibabaw sa pangkalahatan, dahil ito ay nagpapahintulot sa hindi lamang imaging kundi direct pagkilala at paglalarawan ng ang iba't ibang mga domain sa sa ibabaw ng sample sa isang 100nm scale . Ang data ay malinaw na nagpapakita na ang nano-salamat thermal probe ay mas sensitibo sa mga epekto sa ibabaw sa MDSC na kung saan ay isang sukatan ng sample na ang average o bulk ari-arian at samakatuwid ay hindi maaaring makita ang sa ibabaw ng kemikal at ang istruktura pagkaimbi pinagdudusahan sa pamamagitan ng coatings
Acknowledgements
May-akda na nagpapahayag ng kanyang pasasalamat sa Drs. Aaron Forster at Stephanie Watson (NIST) para sa mga mahalagang talakayan at supply ng weathered, coatings acrylic-polyurethane. Salamat din niya Dr. Deepanjan Bhattacharya at Mr Chip Williams para sa supply ng acrylic clearcoats.
Source: Anasys Instrumentong
Para sa karagdagang impormasyon sa pinagmulan, mangyaring bisitahin ang Anasys Instrumentong