hrvatski

Utjecaj ugljikovih nanocjevčica na svojstva poliamida

Polimerni nanokompoziti područje su brojnih istraživanja zbog svojih poboljšanih svojstava u odnosu na klasične polimerne materijale i kompozite što im omogućuje široku primjenu. Takva svojstva im omogućuju nanopunila koja zbog svojih dimenzija i strukture sama posjeduju izvanredna svojstva. U ovom radu provedena su istraživanja utjecaja dodatka ugljikovih nanocjevčica (MWCNT) i modificiranih ugljikovih nanocjevčica (MWCNT- COOH) masenih udjela u rasponu od 0, 5 % do 5 % u poliamidnu matricu (PA). Uzorci PA i nanokompozita pripremljeni su postupkom iz taline. Zamiješani su u Brabender gnjetilici te potom prešani na laboratorijskoj hidrauličkoj preši. U svrhu analize toplinskih, mehaničkih i električnih svojstava PA/MWCNT i PA/MWCNT-COOH nanokompozita, provedena je karakterizacija uzoraka diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC), termogravimetrijskom analizom (TGA), THB metodom određivanja toplinske vodljivosti, testom jednoosnom istezanja te elektrokemijskom impedancijskom spektroskopijom (EIS). Rezultati DSC analize pokazali su da ugljikove nanocjevčice (MWCNT) djeluju kao nukleacijski centri i ubrzavaju kristalizaciju PA matrice, ali ne utječu na uređenost kristalne strukture. Zbog polarne prirode površine i bolje dispergiranosti, MWCNT-COOH punila znatnije ubrzavaju kristalizaciju PA u odnosu na MWCNT. Iako ugljikove nanocjevčice imaju nukleacijski učinak, zbog njihove prisutnosti lanci PA imaju ograničen prostor za gibanje što ometa proces kristalizacije matrice. Toplinska stabilnost PA matrice se povećava dodatkom oba punila MWCNT i MWCNT-COOH te se početak razgradnje pomiče na više temperature. Veća se toplinska vodljivost postiže dodatkom punila MWCNT-COOH u odnosu na dodatak MWCNT. Ovakvi rezultati pripisuju se dobroj toplinskoj vodljivost MWCNT. Rezultati testa jednoosnog istezanja su pokazali da se dodatkom obje vrste MWCNT punila u PA matricu, smanjuje modul elastičnosti i čvrstoća u točki popuštanja te se povećava istezanje u točki popuštanja. Ovakvo ponašanje može se pripisati učinku MWCNT punila koje djeluje na PA tako što smanjuje udio matrice koji može kristalizirati što utječe na smanjenje modula i čvrstoće te povećanje deformabilosti nanokompozitnih sustava. Rezultati ispitivanja električne vodljivosti nanokompozita EIS metodom pokazuju jednake vrijednosti impendacije (otpora) kao i čista PA matrica.

PA/MWCNT, PA/MWCNT-COOH, toplinska svojstva, toplinska stabilnost, toplinska vodljivost, mehanička svojstva, električna vodljivost

nije evidentirano