دراسة في تحسين طلاءات ذاتية التنظيف ذات الأساس TiO2 على مواد بناء مختلفة
Study on Improvement of Self-cleaning TiO2 Based Coatings on Different Building Materials
- الباحث
- فاطمة شاكر مضر عباس
- المشرف
- سمير حامد عواد
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- هندسة المواد / هندسة السيراميك ومواد البناء
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Self-cleaning coatings;TiO2 nanoparticles;Polystyrene;Building materials
الملخص
ازدادت في السنوات الأخيرة البحوث الخاصة باستخدام الطلاءات الحاوية على أوكسيد التيتانيوم النانوي TiO2 لما له من خصائص متميزة في مختلف التطبيقات البيئية وحفظ الطاقة مثل هندسة السطوح ذاتية التنظيف.هذه الدراسة هي محاولة لتحسين الخواص الميكانيكية وذاتية التنظيف لسطوح الطابوق والاسمنت والثرموستون باستخدام الطلاء بتقنية الغزل الحاوية على ثاني أوكسيد التيتانيوم مع إضافات سيراميكية مثل البوكسايت والكالسايت CaCO3 واضافة التفلون. تم استخدام البوليستايرين (PS) المذاب بمادة ثنائي ميثيل فورماميد (DMF) كمادة أساس وتراكيز مختلفة (0.01,0.05,0.1,0.15,and 0.2g/mL) مع تراكيز مختلفة من التيتانيا النانوية (0.001,0.002,0.004, and 0.006g/mL )تم الطلاء بظروف2000) دورة/ دقيقة لمدة 15ثانية ) والسطوح المطلية تم معاملتها بالفرن بدرجة حرارة100 مئوية لمدة 24 ساعة . تم استخدام فحوصات لتوصيف المضافات ولتقييم البنية والسطوح والخواص الفيزيائية والميكانيكية للطلاءات مثل فحص حيود الاشعة السينية , الفحوصات المجهرية باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح, فحوصات الصلادة ,زاوية التماس ,فحص الالتصاقيه , فحص السمك ,فحص الخشونة وفحوصات الطبوغرافية باستخدام المجهرالقوة الذرية . بصورة عامة اثبتت النتائج الحصول على طلاءات مركبة ذاتية التنظيف مسامية ومنتظمة السمك و كارهة للماء وذاتية التنظيف بدلالة زاوية التماس. بصورة عامة قد تحسنت قيم الصلادة وزاوية التماس بعد اضافة البوكسايت (1g) والكالسايت (1g)مع التيتانيا وكانت اضافة الكالسايت مؤثرة في تحسين الزاوية بينما اضافة البوكسايت كانت مؤثرة في تحسين الصلادة السطحية وان افضل نتائج لزاوية التماس قد لوحظت في سطوح الطابوق وافضل نتائج للصلادة قد لوحظت في سطوح الاسمنت. ان اضافة التفلون لم تحقق النتائج المتوقعة منها بسبب طبوغرافية السطح التي تميزت بعدم الانتظامية وظهور تكتلات للإضافات على السطح .النتائج اثبتت نجاح البحث في حماية سطوح الطابوق والاسمنت والثرموستون بالطلاءات المركبة ذاتية التنظيف وذات صلادة جيدة والتي سوف تحافظ على نظافتها البيئية وجماليتها وتساهم في حمايتها من الخدش وظروف التعرية الجوية الخارجية.
Abstract
In recent few years, there is an increment in study into the application of nano-titanium dioxide coatings due to its distinguished properties in various environmental applications and energy conservation such as engineering surface of self-cleaning. This study is an attempt to improve the mechanical and self-cleaning properties of brick, cement mortar and thermostone surfaces by using spin coating technique, composite coatings containing titanium dioxide with ceramic additives such as bauxite, calcite CaCO3 and Teflon addition. Polystyrene (PS) has been used dissolved with N,N-Dimethylmethanamide (DMF) was used as a basis material in different concentrations (0.01,0.05,0.1,0.15,and 0.2 g/mL) with different proportions of titania (0.001,0.002,0.004,and 0.006 g/mL).The coating was done with conditions (2000 rpm for 15 sec) and the coated surfaces were treated in an oven at 100Co for 24 hours. Tests were used to characterize the additives and to evaluate the structure, surfaces and physical and mechanical properties of the coatings such as X-ray diffraction, scanning electron microscopy, hardness test, contact angle, adhesion test, thickness test, roughness test and topographic test using atomic force microscope. In general, the results proved obtaining porous and uniform self-cleaning composite coatings of thickness , hydrophobic and self-cleaning in terms of contact angle . generally , the values of hardness and contact angle improved after adding bauxite (1g) and calcite (1g) with titania and the addition of calcite was effective in improving the angle, while adding bauxite was effective in improving the surface hardness. The best results for contact angle was observed in brick surfaces and for hardness, it has been observed on cement mortar surfaces. The addition of Teflon did not achieve the expected results due to the surface topography, which was characterized by irregularity and the appearance of lumps of additives on the surface. The results proved the success of the research in protecting the surfaces of bricks, cement and thermostone with self-cleaning composite coatings of good hardness, which will maintain their environmental cleanliness and aesthetics and contribute to protecting them from scratching and external weather conditions.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.