Preparation and Characterization of Polypropylene Nanocomposites and Nanomembranes Reinforced with Halloysite Nanotubes and Layered Silicates

تعتبر تكنولوجيا النانو تكنولوجيا القرن الحادي والعشرين. وتجمع تكنولوجيا النانو القواعد الأساسية لعلوم الكيمياء الجزيئية والفيزياء والهندسة لتصنيع صفائح نانونية بطبقات محكمة، مع زيادة عالية في الخواص الميكانيكية والحرارية والنفاذية والاقتصادية وغيرها، بفضل وجود مركب واحد في هذه الصفائح ذات الأحجام النانونية. احتلت تقنية النانو مساحة مناسبة في توجهات المعهد في خطته الاستراتيجية السادسة (2010-2005)، التي تضمنت توجهاً رئيسياً لتكريس مزيد من الجهود البحثية في المجالات التكنولوجية الواعدة كتكنولوجيا النانو. ومن أهم المجالات التكنولوجية الواعدة أغشية وصفائح بوليميرية نانونية، إذ أن نموها التجاري هو أعلى نمو في صناعة الصفائح البوليمرية، وتبلغ قيمتها التسويقية حوالي 40 بليون دولاراً. وبناء عليه فقد تم كتابة هذا المقترح استجابة للتوجهات البحثية الجديدة في المعهد، ويتعلق هذا المقترح باستخدام تكنولوجيا النانو لتحسين وزيادة الخواص الرئيسية للبولي بروبلين، التي تنتجها شركة إيكويت وشركة الصناعات البتروكيماوية في الكويت بمعدل يصل إلى حوالي 200,000 طن سنوياً. ولذا، فإن الهدف الرئيسي لهذا المشروع هو تحسين خواص البولي بروبلين باستخدام أنابيب الهالوسيت النانونية والسيليكا، لتحضير صفائح نانونية من هذه الأنابيب مع البولي بروبلين، وسوف تعرّض- بعد تحضيرها- إلى عوامل التجوية المتسارعة والطبيعية. وسوف يتم قياس الخواص الميكانيكية والفيزيائية والمجهرية لهذه الصفائح النانونية قبل تعرضها لعوامل التجوية وبعد. وسوف يتم كذلك تحضير وتشخيص أغشية نانونية بهدف إزالة العناصر المسببة لعسرة مياه البحر المالحة والمياه شديدة الملوحة. هذا وسوف يتم تحديد الكمية المثلى لأنابيب الهالوسيت النانونية والسيليكا اللازم استخدامها مع البولي بروبلين للحصول على الخواص المثلى لهذه الصفائح النانونية وتحديد مدة صلاحية استخدامها في الظروف المناخية المحلية.

Nanoscience and nanotechnology combine the principles of molecular chemistry and physics with engineering principles to create layer structured nanocomposites with significant improvement in the mechanical, thermal, barrier, economical and other properties, due to the nanosize of one of the components in the nanocomposite. The main objective of this proposal is to utilize nanotechnology to upgrade the properties of polypropylene that is being produced in Kuwait by EQUATE/PlC at an annual capacity of about 200,000 tonnes/year. Halloysite Nanotubes clay and layered silica will be used to prepare reinforced polypropylene nanocomposites that will be exposed to accelerated and natural weathering conditions. Mechanical, optical and microscopic properties of the reinforced polypropylene nanocomposites will be evaluated. Furthermore, thin films or nanofiltration membranes to soften sea water and brine solutions will also be prepared and tested. The optimum nano-size clay loading and the service life of the reinforced polypropylene nanocomposites and membranes will be determined.