Báo cáo Phân tích nanocomposite PC/MWCNT điều chế bằng phương pháp nóng chảy

Chia sẻ: Nhân Lê | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

113
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo bBáo cáo Phân tích nanocomposite PC/MWCNT điều chế bằng phương pháp nóng chảy, để nắm được nội dung kiến thức cần thiết và vận dụng thực hiện bài báo cáo cùng chủ đề của mình được tốt hơn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo Phân tích nanocomposite PC/MWCNT điều chế bằng phương pháp nóng chảy

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HOÁ Chuyên ngành: Công Nghệ Vật Liệu Polymer BÁO CÁO TIỂU LUẬN PHÂN TÍCH POLYMER ĐỀ TÀI: Phân tích nanocomposite PC/MWCNT điều chế bằng phương pháp nóng chảy GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. ĐOAN THỊ THU LOAN ̀ SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÊ VIẾT VIỆT NHÂN HUỲNH TẤN LUÂN LỚP: 12H4LT 1
NỘI DUNG  Giới thiệu  Chế tạo nanocomposite PC/MWCNT bằng phương pháp nóng chảy  Phân tích thực nghiệm  Kết luận 2
GIỚI THIỆU  Vật liệu thành phần  Carbon nanotube (CNT) - CNT là cấu trúc dạng chuỗi các phân tử fullerene được tìm thấy bởi Tiến sĩ Sumio Iijima vào năm Hình 1. Cấu trúc phân tử Fullerene 1991. - Các phân tử C sắp xếp với nhau thành dạng hình 6 cạnh trong các ống có kích thước rất nhỏ. - Đường kính các vòng từ vài Å đến trên 10nm và chiều dài cỡ vài mm. Hình 2. Cấu trúc ống nanocarbon 3
GIỚI THIỆU  Vật liệu thành phần  Carbon nanotube (CNT) - CNT đa lớp (MWCNT) có dạng hình trụ gồm nhiều lớp graphane bọc xung quanh lõi CNT 1 lớp. - 2 đầu trụ được bọc bởi các bán cầu fullerene. 4
GIỚI THIỆU  Vật liệu thành phần  Tính chất của Carbon nanotube (CNT) - Tính chất cơ học và tính điện phụ thuộc vào cấu trúc hình h ọc và cấu trúc không gian. - CNT có module rất cao (cao hơn 1TPa), độ bền, độ cứng rất lớn (bền kéo ~200GPa). - Dẫn nhiệt tốt, độ dẫn nhiệt của CNT ~3000 W/mK theo h ướng trục. - Tính chất điện: có tính bán dẫn, độ dẫn điện phụ thuộc vào cấu trúc bó l ớp. 5
GIỚI THIỆU  Vật liệu thành phần  Quá trình hình thành ống carbon nanotube (CNT) (a) Các hạt xúc tác nano kim loại. (b) Nguyên tố carbon phát triển chồng lên thành ống đồng thời nâng hạt kim loại lên. (c) Sự hình thành chấm dứt. 6
CHẾ TẠO NANOCOMPOSITE  Phương pháp chế tạo CARBONANOTUBE (CNT) POLYCARBONATE (PC) PHƯƠNG PHÁP NÓNG CHẢY Nanocomposite PC/MWCNT Nanocomposite PC/MWCNT 7
CHẾ TẠO NANOCOMPOSITE  Phương pháp chế tạo  Chế tạo nanocoposite PC/MWCNT - Trong nghiên cứu này, mâu PC/MWCNT được lam săn băng cach trôn ̃ ̀ ̃ ̀ ́ ̣ PC và axit carboxylic chứa MWCNT trong dung dich tetrahydrofuran ̣ (THF) để chức năng hóa. - PC được thêm vao các mẻ PC/MWCNT với những lượng khac nhau ̀ ́ (2%, 5%, 7%) bằng cách làm nong chay ngay sau đó tạo thành ́ ̉ nanocomposite. 8
CHẾ TẠO NANOCOMPOSITE  Phương pháp chế tạo  Các thông số tổng hợp MWCNT - Cac tâm MWCNT tông hợp từ quá trinh lắng đọng pha hơi (CVD) etylen (xuc tac ́ ́ ̉ ̀ ́ ́ Al2O3/Fe2O3, nền nhôm, hạt sắt). - PC với chỉ số nong chay MI là 12g/10phut. ́ ̉ ́ - Đường kinh MWCNT khoang 40nm, độ tinh khiêt đat hơn 90% sau khi lam sach. ́ ̉ ́ ̣ ̀ ̣ - Cac chất như axit nitric, THF, và cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) cung ́ ̃ được khi tinh chế. 9
CHẾ TẠO NANOCOMPOSITE  Phương pháp chế tạo CNT đa lớp Bể hoàn lưu Dung môi CTAB c-MWCNT Máy trộn siêu âm (MWCNT) axit nitric Sấy tách nước, axit Dung dịch THF c-MWCNT phủ CTAB Polycarbonate c-MWCNT tinh khiết Dung dịch THF Polycarbonate trong dd THF c-MWCNT phủ CTAB/THF Máy trộn siêu âm PC/MWCNT Kết tủa Hỗn hợp đồng Dung dịch metanol dạng bột (10% CNT) nhất Lọc, rửa nhiều lần Hình 2. Sơ đồ chế tạo Chế tạo nanocomposite Hạt Polycarbonate nanocomposite PC/MWCNT 10
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Kết quả thực nghiệm  Câu truc, hinh thai hoc và tinh chât vât lý cua nanocomposite PC/MWCNT được ́ ́ ̀ ́ ̣ ́ ́ ̣ ̉ biêu thị đăc trưng bởi: ̉ ̣ - Phổ Raman của các thành phần. - Ảnh FESEM (Hiển vi điện tử quét phát xạ trường) - Ảnh HRTEM (Hiển vi điện tử truyền qua TEM độ phân giải cao). - Đường cong phân tich nhiêt trong lượng TGA . ́ ̣ ̣ - Đường cong phân tich cơ đông lực DMA. ́ ̣ 11
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Kết quả thực nghiệm  Phổ Raman của: - (a) MWCNT. - (b) c-MWCNT. - (c) c-MWCNT phủ CTAB.  Nhận xét -cường độ tăng dần theo thứ tự (c), (b), (a). -Sự chức năng hóa của axit nitric làm tăng mức độ bất ổn định. -Phổ Raman của c-MWCNT phủ CTAB có peak đặc trưng khác nhau so với c-MWCNT, cho thấy CTAB được phủ thành công trên bề mặt của c-MWCNT. 12
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Kết quả thực nghiệm  Giản đồ TGA của: - (a) MWCNT. - (b) c-MWCNT. - c-MWCNT được phủ CTAB.  Phân tích TGA để xác định tính ổn định nhiệt của MWCNT, c-MWCNT và c- MWCNT phủ CTAB. 13
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Kết quả thực nghiệm - Khối lượng MWCNT giảm chủ yếu là do mất đi carbon vô định hình. - Khối lượng c-MWCNT giảm do sự phân hủy hữu cơ của các nhóm axit cacboxylic sau khi biến tính bề mặt. - Độ giảm lớn nhất của c-MWCNT phủ CTAB quan sát được trong khoảng nhiệt độ 200 ÷ 250oC, có thể do sự phân hủy nhiệt cation CTAB hình thành trên bề mặt của c-MWCNT. - Cả hai dữ liệu phổ Raman và TGA chỉ ra rằng chất hoạt động bề mặt cation được phủ thành công trên bề mặt c-MWCNT. - PC/MWCNT dạng masterbatch được chế tạo sử dụng các lượng khác nhau c-MWCNT có phủ CTAB và PC trong dung dịch THF. 14
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Phân tích thực nghiệm  Ảnh HRTEM của PC/MWCNT dạng master batch.  Nhận xét - Hình ảnh HRTEM của masterbatch PC/MWCNT. - Quan sát thấy rõ hình thái dạng ống đặc trưng cho c-MWCNT trong nền PC được tách ra và phân bố ngẫu nhiên. - Cho thấy sự hiệu quả từ phương pháp trộn trong dung dịch dưới tác động siêu âm. 15
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Kết quả thực nghiệm  FESEM của nanocomposite với (a) 2%, (b) 5%, (c)7% khối lượng PC/MWCNT và nhựa PC.  Nhận xét Cấu trúc hình ống của MWCNT được phân bố ngẫu nhiên trong n ền PC. 16
GIỚI THIỆU  Kết quả thực nghiệm  Ảnh hiển vi HRTEM của mẫu (a) 2% khối lượng,(b) 5% khối lượng và mẫu (c) 7% PC/MWCNT trong nanocomposite.  Nhận xét Ảnh HRTEM cho thấy sự phân bố khá đồng đều của MWCNT trong composite. 17
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Kết quả thực nghiệm  Giản đồ TGA của: - (a) nền PC tinh khiết. - (b) 2% khối lượng PC/MWCNT. - (c) 5% khối lượng PC/MWCNT. - (d) 7% khối lượng PC/MWCNT. - Đường cong TGA của PC và nanocomposite với tốc độ gia nhiệt 10oC/phút. 18
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Kết quả thực nghiệm  Ảnh khuếch đại TGA từ 440C đến 540C của: - (a) nền PC tinh khiết. - (b) 2% khối lượng PC/MWCNT. - (c) 5% khối lượng PC/MWCNT. - (d) 7% khối lượng PC/MWCNT trong nanocomposites 19
PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM  Kết quả thực nghiệm  Phân tích TGA xác định sự phân hủy nhiệt của PC và composite PC/MWCNT.  Nhiệt độ bắt đầu phân hủy (Tonset) của PC và nanocomposite PC/MWCNT được tóm tắt trong bảng 1.  Tonset được xác định bằng cách ngoại suy từ các đường cong phân hủy lớn nhất so với khối lượng ban đầu của polymer. 20