تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

پیش­گفتار                                              

  امروزه استفاده از پلیمرها به اندازه­ای رایج شده كه می­توان گفت بدون استفاده از آن­ها بسیاری از نیازهای روزمره ما مختل خواهد شد. هنگامی كه تركیبات آلی در دمای بالا حرارت داده می­شوند، به تشكیل تركیبات آروماتیک تمایل پیدا می­كنند. بنابراین می­توان نتیجه گرفت كه پلیمرهای آروماتیک باید در مقابل دماهای بالا مقاوم باشند. انواع وسیعی از پلیمرها كه واحدهای تكراری آروماتیک دارند، در سال­های اخیر توسعه و تكامل داده شده­اند. پلیمرهای مقاوم حرارتی به پلیمرهایی گفته می­شوند كه در دمای بالا بكار برده می­شوند. از آنجا كه مقاومت حرارتی تابعی از انرژی پیوندی است، وقتی دما به حدی برسد كه باعث شود پیوندها گسیخته شوند، پلیمر از طریق انرژی ارتعاشی شكسته می­شود. پس پلیمرهایی كه دارای پیوند ضعیفی هستند در دمای بالا قابل استفاده نیستند و از بكار بردن مونومرها و همچنین گروه­های عاملی كه باعث می­شود این پدیده تشدید شود، باید خودداری كرد. تأثیرات متقابلی كه بین زنجیرهای ماکرومولکولی وجود دارد، ناشی از تأثیرات متقابل قطبی- قطبی و پیوند هیدروژنی است كه باعث بالا رفتن مقاومت حرارتی در پلیمرها می­شوند. این قبیل پلیمرها باید قطبی و دارای عامل­هایی باشند كه پیوند هیدروژنی را به وجود آورند، مانند: پلی­ایمیدها و پلی­یورتان­ها [1،2].

1-2- نانو­ذره­های TiO2

     عمده ترین مصرف تیتانیوم در صنایع به دو صورت فلزی و ­تیتانیوم­­دی­اکسید است. شکل فلزی آن به دلیل مشکلات تهیه و خالص­سازی، مصرف چندانی ندارد. اما در عوض مصرف اکسید آن بصورت تیتانیوم­دی­اکسید در صنعت کاربرد بسیار گسترده­ای دارد. به طوری که ۹۰ درصد از صنایع مصرف ­کننده­ اکسید­تیتانیوم هستند. امروزه فلز تیتانیوم به عنوان یک فلز مهم در موتور و ساختمان داخلی هواپیما­ها، موشک­ها، جت­ها، ماشین­های نساجی، وسایل­ شیمیایی، وسایل جراحی، وسایل نمک­زدایی، وسایل ارتوپدی، ساخت زیردریایی­ها، دستگاه­های خنک کننده­ نیروگاه­های اتمی و حرارتی و دهها مورد دیگر کاربرد دارد. همچنین تیتانیوم­دی­اکسید در صنایع سرامیک، پلاستیک، کاغذ و الکترونیک کاربرد دارد. مصرف این ماده در کشورهای پیشرفته تقریباً ۱۰ برابر کشورهای در حال توسعه می باشد. از 3 دهه­ی اخیر تاکنون به علت سمی نبودن و قدرت انعکاس بالا، از تیتانیوم­دی­اکسید به عنوان رنگدانه­های سفید در کرم­ها و پودر­های آرایشی، فتوکاتالیست­ها و غشا­ها و… کاربرد داشته است [کِن و همکاران[1] 2011]. تیتانیوم­دی­اکسید با نام­های تیتانیوم IV اکسید یا تیتانیا شناخته می­شود، دارای فرمول شیمیایی TiO2 است ]3،4[. تیتانیوم­دی­اکسید پودر سفید رنگی است. همانطور که گفته شد مصرف عمده­ی آن در صنایع رنگ­سازی به عنوان رنگ دانه­ی سفید می­باشد. زمانی که به عنوان رنگدانه مورد استفاده قرار می­گیرد به نام­های تیتانیوم سفید، رنگدانه­ی سفید، و CI77891 هم خوانده می­شود. تمام خصوصیات تیتانیوم­دی­اکسید نیز در نانو تیتانیوم­دی­اکسید وجود دارد. با این تفاوت که اندازه­ ذرات آن بسیار کوچک­تر است. از این رو قابلیت و اثر­کنندگی بیشتری دارد. چرا که به واسطه­ی کوچک بودن اندازه­ی

ذرات، سطح تماس بیشتر می­شود و کارآیی افزایش می­یابد. بنابراین، زمانی که اندازه­ ذرات TiO2 به مقیاس نانو افزایش می­یابد، فعالیت فتو­کاتالیستی می ­تواند افزایش یابد چرا که مساحت سطح موثر افزایش می­یابد. در سال­های اخیر ذرات ریز تیتانیوم­دی­اکسید موضوع پژوهش­ها­ی وسیع شیمیدان­ها، فیزیکدان­ها و زیست شناسان­ قرار گرفته است. زیرا خصوصیات جالبی مانند: اکسید­کنندگی قوی، خاصیت شیمیایی خنثی و قابلیت پایداری نوری در بلند مدت را دارا است. تیتانیوم­دی­اکسید به صورت، آمورف و در سه فاز بلوری آناتاز1 روتایل[2] و بروکلیت[3] یافت می­شود ] 5،6،7[ .

از بین این سه فاز، فاز روتایل پایدارتر است و دو فاز دیگر یعنى آناتاز و بروكیت در اثر حرارت به روتایل تبدیل مى شوند. هر دو فاز آناتاز و روتایل داراى شکاف انرژى هستند و فعالیت نورى دارند. منظور از فعالیت نورى، تولید گروه­هاى رادیكالى در سطح، تحت تابش نور خورشید است. شکاف انرژی در فاز آناتاز حدود 3/2 الکترون ولت است به همین جهت می­­تواند نور فرابنفش را جذب کند. از این خاصیت می­توان به عنوان جاذب نور فرابنفش در کرم­های ضدآفتاب استفاده کرد [آفیونی و همکاران1 2011].. در شكل 1-1 (الف-ج) فاز­هاى ساختارىآناتاز، روتایل و بروكیت دیده می­شود]8،9،10 [ .

دو خاصیت مهم نانوتیتانیوم­دی­اکسید که در زندگی امروز آن را به ماده­ای مفید تبدیل کرده است، خواص فتوکاتالیستی و فوق آب­دوستی آن است. از این دو خاصیت برای تصفیه­ی آب و فاضلاب،

حذف آلودگی هوا، سرعت بخشیدن به واکنش­های فتوشیمیایی مانند تولید هیدروژن استفاده می­شود. خاصیت فتوکاتالیستی نانوتیتانیوم­دی­اکسید به این صورت می­باشد: نانوتیتانیوم­دی­اکسید در برخورد با مولکول­های آلوده­کننده­ آب، هوا و خاک که به­طور معمول مولکول­های آلی­کربنی هستند، آنها را تجزیه می­ کند و به مواد غیرآلی، آب و آنیون­های معدنی بی­ضرر تبدیل می­ کند. خاصیت آب­دوستی زیاد تیتانیوم­دی­اکسید نیز ارتباط تنگاتنگی با خاصیت فتوکاتالیستی آن دارد. خاصیت فوق آب­دوستی آن باعث پدیده­ خودتمیزشوندگی می­شود ]11 [.

به همین علت لایه ای نازک از تیتانیوم­دی­اکسید را روی سطح شیشه، کاشی و بعضی از ظروف می­نشانند تا مانع از کثیف شدن آنها شوند [زهانگ و همکاران1 2012]. نانو TiO2 با داشتن ویژگى­هاى ممتاز، بیشتر از

نیمه رساناهایى چون CdS و Fe2O3 و ZnO در تخریب فتوكاتالیستى با نیمه رسانا­ها در رفع آلاینده­ها مورد

استفاده قرار مى­گیرد. فتوكاتالیست از دو بخش­”فتو”­و­”كاتالیست” تشكیل شده، كه فتو معرف نوردهى و كاتالیست بیانگر فرآیندى است كه سرعت واكنش انتقال شیمیایى را براى مواد شركت كننده، بدون توقف واكنش افزایش مى­دهد. همانطور که گفته شد، در سال­هاى اخیر استفاده از نیمه رساناها به عنوان فتوكاتالیست براى تخریب آلودگى­هاى آلى بسیار فراوان شده است]12،13 [ .

       به علت ویژگى­هاى نورى و الكتریكى، قیمت پایین، فعالیت فتوكاتالیستى بالا، ثبات شیمیایى، غیر سمى بودن، فراوانى و در دسترس بودن و عدم فرسایش و خوردگى در مقابل نور از تیتانیا به عنوان فتوكاتالیست رایج استفاده مى­شود ]کریمی و میرجلیلی 1388]] 14[. فتوکاتالیست­ها می­توانند در تصفیه­ی آب، هوا و پساب­ها­ی شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این فتوکاتالیست­ها در معرض نور ماورابنفش می­توانند باکتری­ها و ویروس­ها را از بین ببرند. خواص خود تمیزشوندگی، ضدباکتری و تجزیه­ی آلاینده­ها محدوده­ وسیعی را برای کاربرد این مواد در حوزه­های مختلف فراهم کرده است]15 ،16 [ .

             یکی از کاربردهای دیگر نانوتیتانیوم­دی­اکسید که از خاصیت آب­دوستی آن استفاد می­شود، خاصیت ضدمه­گرفتگی آن است. مه­گرفتگیِ سطح شیشه و آیینه وقتی اتفاق می­افتد که بخار آب سرد روی این سطح می­نشیند و قطره­های آب تشکیل می­شود. روی یک سطح فوق آب­دوست قطره­های آب تشکیل نمی­شود

در­واقع، یک فیلم نازک آب به­طور یکنواخت روی سطح تشکیل می­شود. این فیلم نازک مانع از مه­گرفتگی می­شود. وقتی سطح به حالت فوق­آب­دوست برود برای چند روز یا یک هفته حالت خود را بدون تغییر نگه می­دارد. بنابراین، می­توان انواع مختلف شیشه، آیینه، عینک را با این فناوری ضدمه کرد]17 [ .

       در شکل­های زیر (1-2)، (1-3)، (1-4) و (1-5)، نانو­ذره­های تیتانیوم­دی­اکسید به کمک آنالیز­های FT-IR، TGA، XRD و SEM مورد بررسی قرار گرفته است]18،19 [ .

همان­طور که در طیف بدست آمده از آنالیز  FT-IRمشاهده می­شود، پیک Cm-1 536 مربوط به ارتعاش کششی Ti-O-Ti است، شکل 1-2.      

– نانو کامپوزیت ها

امروزه نانو کامپوزیت ها در مقایسه با پلیمر های مشابه خالص و کامپوزیت های متداول به دلیل داشتن خواص میکانیکی ، فیزیکی و شیمیایی مطلوب تر ،کاربرد وسیعی در زمینه های مختلف صنعتی و تحقیقاتی یافتند.نانو کامپوزیتهای پلیمری نسل جدیدی از مواد هستند که شامل یه ماتریس پلیمری و درصد کمی از یک تقویت کننده نانو متری هستند .تقویت کننده نانو متری به علت داشتن نسبت طول به قطر زیاد ، ابعاد بسیار کوجک و میان سطح بسیار بالا در مقایسه با تقویت کننده های معمولی باعث بهبود خواص