轧制成无缝管的石墨片称为碳纳米管。碳纳米管的直径只有几纳米,长度可达厘米,由于其独特的热、机械和电学特性而受到广泛关注。
碳纳米管有许多潜在的应用,特别是在聚合物化合物领域,它们被用来提高电气和机械性能。聚合物纳米复合材料通常用于航空和汽车工业,也用于风车叶片的建筑材料。欧洲杯足球竞彩
CNTs在聚合物基体中的彻底分散对于释放聚合物纳米复合材料的独特性能至关重要。只有当碳纳米管颗粒均匀地分散在聚合物中,并防止形成更大的团簇时,才能实现理想的性能改善。欧洲杯猜球平台动态机械热分析(DMTA),可以进行,例如,具有旋转流变仪,可用于测试最终化合物的增强的机械性能1。
在挤出过程中使用碳纳米管悬浮液是一种可以使碳纳米管颗粒在聚合物基体中均匀分布的方法。欧洲杯猜球平台这是通过将碳纳米管功能化(即胺化),然后通过超声波处理或高剪切混合将其分散在乙醇等载体液体中来实现的。得到的碳纳米管悬浮液被送入挤压过程。此外,在挤出过程中使用CNT悬浮液可以防止实验室环境中CNT粉尘的形成。
本文旨在说明碳纳米管悬浮液可以用双螺杆挤出法制备聚合物纳米复合材料。通过所述过程,CNTs在聚合物基体中的均匀分布可以获得聚合物纳米复合材料所需的性能改善。
材料和方法
测试材料
- 两种不同功能化的cnt -乙醇悬浮液(Rescol/France)
- 基础聚合物:聚丙烯元HM562S(LyondellBasell)
测试设备2020欧洲杯下注官网
- 共旋转双螺杆挤出机Thermo Scientific™Haake™Rheomex PTW16 OS系统(L / D = 40)
- 扭矩流变仪系统Thermo Scientific™Haake™Polylab OS系统
- 悬浮液供液泵
- 重量旋转管给球机
- 与差异颗粒化器的钢绞线
- 真空泵
测试条件
- 温度曲线:20°/ 230°/ 250°/ 250°/ 230°/ 220°/ 220°/ 200°/ 200°
- 螺杆转速:250 rpm
- 进料速率CNT-悬浮液:0.114千克/小时(相当于PP中的0.5%CNT)
- 进料速率PP: 0.919 kg/小时
测试程序
图1描绘了整个挤出机和螺杆配置。在第一阶段(区域1)中,在第一混合截面(区域2)中加入聚丙烯并熔融。使用液体进料泵将CNT悬浮液剂量将CNT悬浮液(区域3)注入聚丙烯熔体中。通过大气排气口从挤出机中除去悬浮液的乙醇,分别在区域4和9中的真空排放。
图1所示。挤出机和螺杆配置。
图2。挤出条件。
聚丙烯和CNT在第8区和区5/6区的两个混合部分中完全混合和剪切。
结果
在测试过程中测量了模具处的熔体压力。图3将这种熔体压力描述为三种不同挤压测试的叠加。一次用纯聚丙烯进行测试,一次用CNT悬浮“1”进行测试,一次用CNT悬浮“4”进行测试。
当加入碳纳米管悬浮液时,压力明显增加。两种不同悬液之间的压力差本身是微不足道的。挤压材料随后形成一股。钢条在水浴中冷却,并用造球机切成球团。
使用Thermo Scientific™Haake™Minijet系统-微型注射成型机-这些颗粒被注射成型成样品,如DMTA棒和盘,以供进一步分析。
如图4所示为悬浮“1”中含有0.5% CNT的PP化合物试样的显微照片。在这张图中,没有观察到团聚现象,CNTs似乎均匀地分布在聚合物基体中。
图5是悬浮“4”中含有0.5% CNT的PP化合物的显微照片。图中可见大量结块。分散性似乎比悬浮“1”得到的结果差得多。
图3。在Die-Had压力。
图4。PP与0.5% CNT“1”。
图5。PP与0.5%的CNT“2”。
结论
带有实验室规模的双螺杆化合物Rheomex PTW16的PolyLab系统,可以使用CNT悬浮液从CNTs和聚合物中制备化合物。
这些测试结果表明,不同功能化碳纳米管制成的化合物之间存在相当大的差异。
承认
Thermo Fisher Scientific感谢Fraunhofer制造工程和自动化IPA,德国斯图加特,为其投入,以及法国Pessac的研究公司Rescoll,为他们的善良的合作和提供CNT悬浮液。Thermo Fisher还感谢VolkerRäntzsch从德国卡尔斯鲁厄工业大学学院提供显微图像。
参考资料及进一步阅读
- “聚合物纳米复合材料的动态机械热分析(DMTA)”Fabian Meyer, Klaus Oldörp和Frits de Jong
这些信息来源于赛默费雪科学材料与结构分析公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩
有关此来源的更多信息,请访问赛莫费雪科学材料与结构分析。欧洲杯足球竞彩