định rằng trong điều kiện thí nghiệm thì dải nhiệt độ đã khảo sát ảnh hƣởng không đáng kể đến khả năng phân tán các hạt nano SiO2 trong chất tạo màng. Từ đó, đề tài đã lựa chọn nhiệt độ khuấy trộn khi phân tán hạt nano trong dung dịch chất tạo màng là nhiệt độ phòng.
3.3. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia phân tán thích hợp để phân tán các hạt nano SiO2 trong dung dịch chất tạo màng SiO2 trong dung dịch chất tạo màng
Nhƣ đã nêu ở phần cơ sở khoa học, việc sử dụng phụ gia phân tán rất cần thiết vì vừa tăng cƣờng khả năng phân tán nano SiO2 trong dung dịch chất tạo màng và vừa giữ ổn định đƣợc trạng thái phân tán của các pha trong điều kiện nghỉ khi lực đẩy lớn hơn lực hút. Nếu sự phân tán và ổn định các hạt rắn đƣợc đảm bảo thì màng phủ sẽ có tính năng kị nƣớc là cao nhất và ổn định tính chất của dung dịch tạo thành theo thời gian tốt hơn. Hiện nay có rất nhiều loại phụ gia phân tán đang đƣợc sử dụng trong công nghệ chế tạo màng phủ trên cơ sở etoxylat, cacboxylat, polyacrylat,… Đề tài đã lựa chọn 3 loại phụ gia dùng để phân tán các hạt nano SiO2 vào chất tạo màng, hàm lƣợng phụ gia phân tán sử dụng đƣợc tính theo khối lƣợng nano SiO2.
Do các hạt SiO2 có kích thƣớc nano nên khó có thể phân tán trực tiếp vào trong dung dịch chất tạo màng polysiloxan. Do vậy, trƣớc khi phân tán nano SiO2 vào chất tạo màng polysiloxan, bột SiO2 đƣợc phân tán vào nƣớc cùng với phụ gia phân tán và khuấy đều ở điều kiện công nghệ: tốc độ khuấy 2000 vòng/phút, thời gian khuấy 60 phút. Sau đó cho từ từ hỗn hợp dung dịch SiO2 vào dung dịch chất tạo màng trong điều kiện công nghệ nhƣ sau:
46 - Tốc độ khuấy: 4000 vòng/phút. - Thời gian khuấy: 120 phút.
- Hàm lƣợng SiO2 sử dụng: 1 % khối lƣợng so với chất tạo màng. - Hàm lƣợng nƣớc là 26 % so với khối lƣợng dung dịch chất tạo màng.
Đã tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của ba loại phụ gia Teric N9, OrotanTM 731DP, Hydropalat 5040 đến khả năng phân tán các hạt nano SiO2 qua phép đo tính kị nƣớc của dung dịch chế tạo đƣợc, kết quả đo đƣợc thể hiện trên hình 3.6.
Hình 3.6: Ảnh hưởng của loại và hàm lượng phụ gia phân tán đến góc tiếp xúc với giọt nước của màng phủ kị nước
Từ kết quả hình 4.6 nhận thấy, phụ gia Teric N9 không thích hợp trong việc phân tán các hạt nano SiO2 trong dung dịch chất kết dính polysiloxan, dung dịch chế tạo đƣợc có độ kị nƣớc rất thấp.
Khi sử dụng phụ gia hydropalat 5040 và Oratan TM731 với hàm lƣợng tăng dần thì góc tiếp túc cũng đã tăng lên. Tuy nhiên, ở cùng hàm lƣợng sử dụng thì màng phủ có phụ gia Oratan TM731 nhận đƣợc góc tiếp xúc cao hơn phụ gia hydropalat 5040. Tại hàm lƣợng sử dụng 10 %, màng phủ kị nƣớc dùng phụ gia Oratan TM731 có góc tiếp xúc là 850, trong khi đó màng phủ sử dụng phụ gia hydropalat 5040 có góc tiếp xúc nhỏ hơn (700).
47
So sánh kết quả đo góc tiếp xúc thu đƣợc của các loại phụ gia phân tán từ hình 4.6, đã chọn phụ gia OratanTM 731DP làm phụ gia phân tán với hàm lƣợng sử dụng là 10 % khối lƣợng để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo.