Мікроструктура та теплофізичні властивості полімерних нанокомпозитів на основі полімолочної кислоти та вуглецевих нанотрубок
DOI:
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2024.62.318410Ключові слова:
вуглецеві нанотрубки, полімерні нанокомпозити, фрактальні структури, теплофізичні властивості, ступінь кристалічностіАнотація
Використовуючи методи оптичної мікроскопії та диференціальної сканувальної калориметріїбуло досліджено мікроструктуру та теплофізичні властивості полімерних нанокомпозитних систем на основі полімолочної кислоти та вуглецевих нанотрубок. З даних оптичної мікроскопії було виявлено, що при вмісті 0,5 % нанотрубок у системі спостерігається перколяційний перехід, при якому кластери з нанотрубок пронизують весь об’єм матеріалу. На основі калориметричних досліджень показано, що температури плавлення, холодної кристалізації та склування, а такожступінь кристалічностіта стрибок теплоємності при склуванні набувають мінімальних значень при вмісті наповнювача рівному 0,5 %. Саме поверхні нанотрубок має вирішальний вплив на теплофізичні характеристики досліджуваних нанокомпозитів. Максимально розвинена поверхня наповнювача, яка має місце при формуванні перколяційного кластера, утруднює процеси руху макромолекул та перешкоджає формуванню ними кристалічних структур.
Посилання
Zheng H., Zhang W., Li B., etal.Recent advances of interphases in carbon fiber-reinforced polymer composites: a review // Compos. B Eng. –2022. –Vol.233. –Р. 109639.
Arumugam S., Ju Y.Carbon nanotubes reinforced with natural/synthetic polymers to mimic the extracellular matrices of bone – a review// Mater. Today Chem. –2021. –Vol.20. – Р. 100420.
Farah S., Anderson D.G., Langer R. Physical and mechanical properties of PLA, and their functions in widespread applications – a comprehensive review // Adv. Drug Deliv. Rev. – 2016. –Vol.107. –Р. 367-392.
Reddy M.M., Vivekanandhan S., Misra M., Bhatia S.K., Mohanty A.K. Biobased plasticsand bionanocomposites: Current status and future opportunities // Prog Polym Sci. –2013. –Vol.38(10). – Р. 1653-1689.
Yu B., Meng L., Fu S., Zhao Z., Liu Y., Wang K. Morphology and internal structurecontrol over PLA microspheres by compounding PLLA and PDLA and effects on drugrelease behavior// Colloids Surf B. – 2018. –Vol.172. –Р. 105-112.
Patanwala H.S., Hong D., Vora S.R., Bognet B., MaA.W.K. The Microstructure and Mechanical Properties of 3D Printed Carbon Nanotube-Polylactic Acid Composites // Polymer Composites. –2018. –Vol. 39, Is. S2. – P. E1060-E1071.
Zhang, Q., Zhang, S.J. Electrical Conductivity and Crystallization of Polylactic Acid Nanocomposites Containing Surfactant Modified Carbon Nanotubes // Journal of Materials Science and Chemical Engineering. –2022. –Vol.10. – Р. 30-43.
DeBortoli L.S., DeFarias R., Mezalira D.Z., Schabbach L.M., Fredel M.C. Function alized carbon an otubes for 3D-printed PLA-nanocomposites: Effects on thermaland mechanical properties// Materials Today Communications. –2022. –Vol.31. – Р. 103402.
Kumar S. Investigating effect of CNT agglomerationin CNT/polymernano composite susing multiscale finite element method// Mechanics of Materials. –2023. –Vol. 183. – Р. 104706.
Lisunova M.O., Mamunya Ye.P., LebovkaN.I., Melezhyk A.V. Percolation behaviour of ultrahigh molecular weight polyethylene/multi-walled carbon nanotubes composites// Eur. Polym. J. –2007. –Vol. 43, Is. 3. – Р.43949–43958.
Feder J. Fractals. Springer Science & Business Media. – 2013. – P. 284.
Lebovka N.I., Lysenkov E.A., Goncharuk A.I. et al.Phase behaviour, microstructure, and percolation of poly(ethylene glycol) filled by multiwalled carbon nanotubes and organophilic montmorillonite // J. Compos. Mater. – 2011. –Vol. 45, No. 24. – P. 2555-2566.
Melnyk I.A., Bulavin L.A., HrapatyiS.V. etal.Microstructure and physical properties оf glycerol doped by oxidized multiwalled carbon nanotubes // Хімія, фізика та технологія поверхні. – 2015. – Т. 6. № 1. – С. 20-31.
Лисенков Е.А., Гомза Ю.П., Давиденко В.В., Клепко В.В. Структура та теплофізичні властивості систем на основі олігоетиленгліколю та анізометричних нанонаповнювачів // Полімерний журнал. – 2010. – Т. 32, №2. – С. 99-104.
Barrau S., Vanmansart C., Moreau M., etal.Crystallization Behavior of Carbon Nanotube−Polylactide Nanocomposites // Macromolecules. – 2011. –Vol. 44, № 16. –Р. 6496-6502.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
