บทบาทของสารช่วยกระจายตัวต่อการกระจายและเสถียรภาพของอนุภาคอินทรีย์และอนินทรีย์ระดับนาโนในตัวกลางอินทรีย์

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษาเกี่ยวกับวิธีการในการเตรียมสารแขวนลอยของอนุภาคอินทรีย์และอนินทรีย์ระดับนาโนเมตรที่กระจายในตัวกลางสารอินทรีย์ โดยศึกษาการใช้สารช่วยกระจายตัวประเภทต่างๆ ที่มีโครงสร้างโมเลกุลและปริมาณความเข้มข้นที่แตกต่างกัน ต่อประสิทธิภาพในการทำหน้าที่เป็นสารช่วยกระจายตัว โดยการศึกษาสารแขวนลอยในระบบที่ใช้อนุภาคอินทรีย์ได้เลือกใช้อนุภาควัสดุเชิงประกอบพอลิไดแอเซทิลีน/ซิงก์ออกไซด์ ในตัวกลางตัวทำละลายอินทรีย์ชนิดต่างๆ ผลการศึกษาพบว่า สารแขวนลอยมีความเสถียรทางสีสูงและตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีต่ออุณหภูมิอย่างเป็นระบบทำให้สามารถนำมาผสมร่วมกับพอลิเมอร์เมทริกซ์ชนิดต่างๆ และขึ้นรูปเป็นฟิล์มบางได้ โดยฟิล์มที่เตรียมได้มีการตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีต่อความร้อน จากนั้นศึกษาผลของการใช้สารช่วยกระจายตัวที่มีโครงสร้างแตกต่างกัน ได้แก่ พอลิเอทิลีน-บี-พอลิ(เอทิลีนออกไซด์) เซทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ โอเลอิกแอซิด และโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต ในสารแขวนลอยวัสดุเชิงประกอบในโทลูอีน พบว่าสารช่วยกระจายตัวไม่ส่งผลต่อสมบัติเชิงแสงเริ่มต้น แต่จะช่วยเพิ่มการกระจายตัวและแขวนลอยของอนุภาคในสารแขวนลอย โดยโครงสร้างและความเข้มข้นของสารช่วยกระจายตัวที่ใช้มีผลต่อความเสถียรของสารแขวนลอย นอกจากนั้นยังพบว่าสารช่วยกระจายตัวช่วยทำให้สามารถขึ้นรูปฟิล์มได้เรียบและเป็นเนื้อเดียวกัน โดยฟิล์มที่เตรียมได้มีสมบัติการตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีต่อความร้อนและภาวะกรด-เบส สำหรับการศึกษาสารแขวนลอยในระบบของอนุภาคอนินทรีย์ได้เลือกใช้อนุภาคระดับนาโนเมตรของไทเทเนียมไดออกไซด์ที่มีค่าพื้นที่ผิว 40 และ 200 ตารางเมตรต่อกรัม ในตัวกลางซิลิโคน และใช้พอลิ(ไดเมทิลไซลอกเซน-บี-ไฮดรอกซี เอทิล อะคริเลต) หรือ พีดีเอ็มเอส-พีเอชอีเอ เป็นสารช่วยกระจายตัว ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างและความเข้มข้นของสารช่วยกระจายตัวมีผลต่อความเสถียรของสารแขวนลอย ในสารแขวนลอยไทเทเนียมไดออกไซด์ 40 ตารางเมตรต่อกรัม พบว่า ในกรณีที่สารช่วยกระจายตัวมีสายโซ่พีดีเอ็มเอสและพีเอชอีเอสั้น ความเสถียรในการกระจายตัวของสารแขวนลอยจะเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารช่วยกระจายตัว ส่วนในกรณีของสารช่วยกระจายตัวที่มีสายโซ่พีดีเอ็มเอสและพีเอชอีเอยาว ความเสถียรในการกระจายตัวของสารแขวนลอยจะลดลงเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารช่วยกระจายตัว ในระบบสารแขวนลอยไทเทเนียมไดออกไซด์ 200 ตารางเมตรต่อกรัม พบว่าการเพิ่มความเข้มข้นของสารช่วยกระจายตัวทั้งหมดจะช่วยเพิ่มความเสถียรในการกระจายตัวของสาร