Utilization of Carbon Nanotube Towards the Improved Properties of Polyamide 6 Nanocomposites - Joshaghani, Ali Hassani (2015)
Polimer/nanokomposit CNT adalah bahan dengan ciri-ciri yang unik untuk pelbagai aplikasi serta mempunyai masa depan yang baik. Interaksi permukaan di antara CNT dan matriks polimer memainkan peranan penting dalam sifat akhir nanokomposit. Objektif utama kajian ini adalah untuk meningkatkan kesan interaksi ini ke atas matriks polimer. Nanotiub karbon berdinding lapisan (MWCNT) yang berasaskan pemangkin dwilogam Co- Mo/MgO dihasilkan menggunakan kaedah pemendapan wap bahan kimia bermangkin (CCVD). Gas metana digunakan sebagai sumber. Pembelauan sinar-X (XRD), mikroskop elektron pancaran (TEM), analisis Termogravimetri (TGA) dan spektroskopi Raman membuktikan pembentukan nanotiub karbon dengan diameter di antara 10-20 nm. Kesan sifat mekanikal, morfologi, haba dan sifat reologi PA6 nanotiub karbon (PCNT) yang tidak diubahsuai, yang telah diubahsuai dan nanotiub karbon (CCNT) komersial dengan diameter yang sama pada telah dikaji. Penulenan dan pengoksidaan CNT dilakukan dengan beberapa cara bagi mendapatkan keadaan tindak balas yang terbaik iaitu masa, suhu dan kepekatan asid. Rawatan CNT dalam asid hidroklorik (HCl) berkepekatan 12 M pada suhu 70° C selama 6 jam dapat menghilangkan kira-kira 95% daripada bendasing CNT. Asid nitrik, campuran asid sulfurik dan asid nitrik, dan larutan piranha digunakan untuk menulenkan dan mengoksidakan CNT dan untuk memasukkan kumpulan karboksil, hidroksil dan keton ke atas CNT. Kehadiran kumpulan berfungsi pada permukaan CNT disahkan spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR), TGA dan spektroskopi Raman. Etilenadiamina (EDA), heksametilenadiamina (HDA) dan oktadekilamina (ODA) telah berjaya digraf di permukaan CNT. Komposit PA6 mengandungi CNT yang tidak diubahsuai dan diubahsuai telah disediakan dengan muatan CNT yang berbeza dengan pencampuran peleburan mudah. Corak XRD semua nanokomposit menunjukkan CNT mengubah bentuk struktur kristal rapi PA6 dari bentuk α/γ kepada struktur fasa-α yang memiliki termodinamik yang lebih stabil. Thermogram kalorimetri pengimbasan pembezaa (DSC) menggambarkan CNT yang tidak diubahsuai dan perubahan suhu penghabluran beralih kira-kira 10-15 °C kepada suhu yang lebih tinggi disebabkan oleh kesan penukleusan nanotiub. Tambahan pula, darjah penghabluran meningkat sebanyak lebih daripada 50% dalam beberapa komposit. Thermogram TGA menunjukkan peningkatan permulaan degradasi terma nanokomposit untuk sampel yang mengandungi CNT yang difungsikan. Mekanisme degradasi tak sesuhu nanokomposit dikaji menggunakan kaedah Coats - Redfern dan Horowitz - Metzger. Tenaga pengaktifan dan praeksponen faktor Arrhenius untuk degradasi terma nanokomposit dalam udara dan nitrogen dianggarkan menggunakan kaedah ini. Keputusan menunjukkan bahawa kekuatan tegangan dan modulus nanokomposit meningkat (kira-kira 43 hingga 55%) dengan peningkatan kandungan CNT yang diubahsuai sehingga ke tahap yang tertentu, bergantung kepada jenis CNT. Kekakuan dan kemuluran meningkat dengan peningkatan kandungan CNT. Kelikatan lebur nanokomposit meningkat pada muatan CNT yang tinggi kerana kekusutan antara pengisi-matriks.