بررسي تاثير گرافن اكسايد و كربن سياه بر هدايت الكتريكي كامپوزيت ميكروفيبريل پلي پروپيلن-پلي( اتيلن ترفتالات)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي پليمر

كارشناسي ارشد

در سالهاي اخير، تلاشهايي براي افزايش هدايت الكتريكي ميكروفيبريل كامپوزيتها صورت گرفته است. استفاده از افزودني هاي رسانا برپايه كربن، بهعنوان يك راهكار موثر، سبب ايجاد خاصيت رسانايي در اين كامپوزيتها شده است. پژوهش هاي زيادي در خصوص اين نوع كامپوزيت، بر پايه جفت پليمر هاي مختلف ازجمله PET/PP و افزودني هاي رسانايي مثل كربن سياه و نانولوله هاي كربني انجام شده است. در راستاي تكميل پژوهش هاي پيشين، در اين تحقيق، تاثير افزودن گرافن اكسايد، به تنهايي و گرافن اكسايد در كناركربن سياه، در كامپوزيت PET/PP بررسي شد. در اين پژوهش مراحل توليد نمونه ها شامل دو مرحله مي باشد. مرحله اول شامل تركيب كردن PET با ،3 6 و 12 درصد وزني گرافن اكسايد يا كربن سياه، براي بهبود هدايت الكتريكي PET خالص جهت استفاده در مراحل بعدي است. در مرحله اول نمونه ها به دو روش توليد مي شوند. روش اول در فاز مذاب توسط يك مخلوط كن داخلي در دماي 280 درجه سانتيگراد و روش دوم در فاز محلولي در حلال فنل و با استفاده از همزن مغناطيسي در دماي 40 درجه با هم تركيب مي شوند. در روش محلولي، صفحات گرافن اكسايد ابتدا با استفاده از كاوشگر فراصوت از يكديگر باز شده و به محلول پليمري اضافه شده و سپس رسوبگيري انجام مي شود. مرحله دوم شامل تركيب 20 درصد وزني از نمونه PET حاوي 6 درصدگرافن اكسايد كه در روش محلولي توليد شده است با PP در يك اكسترودر تك مارپيچه با دماي 280 درجه است. مذاب خروجي از انتهاي اكسترودر تك مارپيچه، با نسبت 8 كشيده مي شود وفرآيند فيبريلاسيون بهروش گرمانجاممي شود. جهت تهيهميكروفيبريل كامپوزيت نهايي ازقالب گيري فشاري دردماي 280 درجه وفشار 100 بار استفاده شده است نتايج نشان مي دهدكه با افزودن،3 6 و 12 درصد گرافن اكسايد به PET درفاز محلول، هدايت الكتريكي نمونهها بهترتيب درمحدوده و 4- 10 ، 10 -14 -3 10 cm/S بدست آمده است. بعبارتي با افزايش ميزان گرافن اكسايد، ميزان هدايت الكتريكي بهبود يافته و مي توان آستانه نفوذ را براي نمونه هاي توليد شده در روش محلولي در محدوده 6 درصد در نظر گرفت. همچنين نتايج هدايت الكتريكي روي نمونه هاي توليد شده در فاز مذاب نشان مي دهد ميزان هدايت 10 cm/S يعني در محدوده عايقي قرار گرفته -14 الكتريكي اين نمونه ها حتي با افزودن 12 درصد گرافن اكسايد درمحدوده است. همچنين نمونه هاي توليد شده در فاز محلولي، كه همزمان حاوي كربن سياه و گرافن اكسايد هستند داراي هدايت -3 الكتريكي در محدوده 10 cm/S حدود -7 10 cm/S و نسبت به نمونه مشابه توليد شده در فاز مذاب با هدايت الكتريكي 10 هزار مرتبه رسانا تر است. بررسي تصاوير SEM نشان مي دهد، ميكروفيبريل هاي PET توليد شده با نسبت كشش 8 داراي نسبت ابعادي مناسب و مشابه پژوهشهاي پيشين است. تصاوير SEM نشان مي دهد قطر فيبريل هاي تشكيل شده بين 5 تا 10 ميكرون مي باشد. همچنين توزيع تصادفي ميكروفيبريل ها در ماتريس PP به خوبي در تصاوير SEM قابل رويت است.

233323

فراورش

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان