УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ, СИНТЕЗИРОВАННЫЕ ИЗ ОДНОАТОМНЫХ СПИРТОВ, ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ
Аннотация
Из различных одноатомных спиртов методом каталитического химического осаждения из газовой фазы в потоке водорода при температуре 1050-1150 °С синтезированы углеродные нанотрубки и протестирована возможность армирования ими полимера. В качестве прекурсора углерода использовали следующие одноатомные спирты: метанол, этанол, пропанол, бутанол, изопропанол и изоамиловый спирт. Выбор различных одноатомных спиртов связан с возможностью варьировать отношением C / H / O, что влияет на формирование и характеристики углеродных нанотрубок. Структурные и физико – химические характеристики углеродных нанотрубок изучены методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, рамановской спектроскопии и термогравиметрического анализа. Результаты исследований позволили выбрать для изготовления композиционного материала ряд образцов углеродных нанотрубок, отличающихся по структуре, морфологии и содержанию примесей. В качестве полимера использовали прочный реактопласт - эпоксидную смолу. Степень наполнения УНТ не более 8 масс. %. Электрофизические свойства образцов композиционного материала из эпоксидной смолы и углеродных нанотрубок измеряли четырехзондовым методом, а теплопроводность – импульсным. По микрофотографиям, полученным с помощью сканирующей электронной микроскопии, оценивали равномерность пропитки эпоксидной смолой и распределение углеродных нанотрубок в образце. Наиболее перспективными полимерными композиционными материалами оказались образцы, армированные углеродными нанотрубками, которые получены из этанола и смеси метан-метанол. Удельная электропроводность образцов композиционных материалов с углеродными нанотрубками, полученными из этанола, составила 2,27 · 10-1 - 4,9 · 10-2 См/м, а из смеси метан-метанола - 7,2 · 10-3 См/м. Теплопроводность композиционных материалов с длинными углеродными нанотрубками в 7-12 раз выше, чем теплопроводность композиционного материала с более короткими углеродными нанотрубками.
Для цитирования:
Караева А.Р., Лазарева Е.С., Жукова Е.А., Урванов С.В., Мордкович В.З. Углеродные нанотрубки, синтезированные из одноатомных спиртов, для армирования полимеров. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 9. С. 17-22
Литература
Popov V. N. Carbon nanotubes: properties and application. Materials Science and Engineering: R: Reports. 2004. V. 43. N 3. P. 61-102. DOI: 10.1016/j.mser.2003.10.001.
Karaeva A.R., Khaskov M.A., Mordkovich V.Z. et al. Longer Carbon Nanotubes by Controlled Catalytic Growth in the Presence of Water Vapor. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2012. V. 20. N 4-7. P. 411-418. DOI: 10.1080/1536383X.2012.655229.
Lonjon A., Demont Ph., Dantras E., Lacabanne C. Electrical conductivity improvement of aeronautical carbon fiber reinforced polyepoxy composites by insertion of carbon nanotubes. J. Non-Crystalline Solids. 2012. V. 358. N 15. P. 1859-1862. DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2012.05.038.
Srivastava V. K. Effect of CNTs on the Wear and Friction Performance of Carbon Fibre Woven Fabric Reinforced Epoxy Resin Composites. Int. J. of Composite Materials. 2016. V. 6. N 4. P. 95-99. DOI: 10.5923/j.cmaterials.20160604.02.
Sabet M., Soleimani H. Mechanical and electrical properties of low density polyethylene filled with carbon nanotubes. IOP Confer-ence Series: Materials Science and Engineering. 2014. V. 64. P. 012001. Doi: 10.1088/1757-899X/64/1/012001.
Колмаков А.Г., Баринов С.М. Основы технологий и применение наноматериалов. M: Физматлит. 2012. 208 с.
Kolmakov A.G., Barinov S.M. Bases of technology and application of nano materials M: Fizmatlit. 2012. 208 p.
