Naslov
Mehanička i električna svojstva PE/MWCNT nanokompozita
(Mechanical and electrical properties of PE/MWCNT nanocomposites)

Autori
Stančić, Nina

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, preddiplomski

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
21.09

Godina
2016

Stranica
61

Mentor
Lučić Blagojević, Sanja

Ključne riječi
polietilen visoke gustoće (PE-HD), polietilen niske gustoće (PE-LD), višestijene ugljikove nanocjevčice (MWCNT), PE-HD+MWCNT i PE-LD+MWCNT nanokompoziti, morfologija, mehanička svojstva, električna svojstva
(high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LD-PE), multiwalled carbon nanotubes (MWCNT), PE-HD+MWCNT and PE-LD+MWCNT nanocomposites, morphology, mechanical properties, electrical properties)

Sažetak
Polimerni kompoziti istražuju se u svrhu dobivanja materijala poboljšanih svojstava u odnosu na klasične polimerne materijale. Ugljikove nanocjevčice koriste se kao nanopunilo polimernim matricama u svrhu poboljšanja fizičkih i mehaničkih svojstava. U ovom radu cilj je bio istražiti utjecaj ugljikovih nanocjevčica na mehanička i električna svojstva polietilena visoke gustoće (PE-HD) i polietilena niske gustoće (PE-LD). Uzorci polimernih matrica, nanokompozita PE- HD+MWCNT i PE-LD+MWCNT pripravljeni su ekstrudiranjem na dvopužnom ekstruderu te zatim prešanjem na laboratorijskoj hidrauličkoj preši. Uzorci su sadržavali od 0-5 mas. % nanpunila MWCNT. Morfologija polimernih matrica i nanokompozita istraživana je optičkom polarizacijskom mikroskopijom. Mehanička svojstva određena su na univerzalnoj mehaničkoj kidalici testom jednoosnog istezanja i testom relaksacije naprezanja. Električna svojstva određena su metodom četiri kontakta. Rezultati optičke polarizacijske mikroskopije pokazali su da je nanopunilo bolje raspodijeljeno u PE-LD polimernoj matrici u odnosu na PE-HD matricu. Na osnovi dobivenih rezultata tijekom ovog istraživanja može se zaključiti da raspodijeljenost punila u polimernoj matrici i stupanj kristalnosti utječu na mehanička svojstva nanokompozita. Rezultati testa jednoosnog istezanja pokazali su da se dodatkom MWCNT u PE-HD matricu znatnije poboljšavaju modul elastičnosti, dok je kod velikih deformacija poboljšanje prekidnih karakteristika izraženije za matricu PE-LD. Prekidna čvrstoća (σB) znatnije se poboljšava dodatkom punila u PE-LD matricu nego PE-HD matricu. U sustavima s PE-LD matricom bolja je raspodijeljenost punila u matrici što omogućuje bolji prijenos naprezanja kroz sustav i poboljšanje prekidne čvrstoće. Prekidno istezanje (εB) za sustave PE-HD+MWCNT smanjuje se dodatkom punila jer raste stupanj kristalnosti i istezanje materijala se smanjuje. Za sustave PE-LD+MWCNT prekidno istezanje (εB) dodatkom punila se povećava jer se smanjuje stupanj kristalnosti odnosno povećava udio amorfne faze koja omogućuje istezanje. Nanokompozitni sustavi PE-HD+MWCNT s 3 mas. % i 4 mas. % MWCNT ostvarili su specifičnu vodljivost jer su tijekom kristalizacije koncentrirali punilo te se time stvorila mreža povezanih MWCNT koja omogućuje vodljivost nanokompozita. U ostalim sustavima stvorili su se nepovezani agregati punila te se kroz takve sustave ne može ostvariti vodljivost. Nanokompoziti PE-HD+3 mas. % MWCNT imaju potencijalnu primjenu kao antistatički materijal, a PE-HD+4 mas. % MWCNT nanokompoziti primjenu kao antistatički materijal i za elektrostatsko bojanje.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA