تهیه و عامل‌دارکردن نانولوله‌های کربن و خواص نانوکامپوزیت‌های آن

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

چکیده

ماتریس‌های پلیمری تقویت‌شده با نانوپرکننده‌ها گروهی از مواد کامپوزیتی هستند که در دهه‌های اخیر به‌واسطه داشتن خواص فیزیکی، مکانیکی و گرمایی مطلوب، توجه بسیاری از دانشمندان و صنعتگران را به خود معطوف کرده‌اند. نانولوله‌‌های کربنی (CNTs) از مهم‌ترین نانوپرکننده‌ها هستند که به دلیل خواص عالی مکانیکی، گرمایی و الکتریکی و چندعاملی‌بودن به‌طور گسترده به‌عنوان تقویت‌کننده ایده‌آل در ماتریس‌های پلیمری کارآمد استفاده می‌شوند.‌CNT‌ها صفحه‌ها‌ی گرافنی لوله شده‌ای هستند که استوانه‌های هم‌مرکز بلندی را تشکیل می‌دهند. خواص‌CNT‌ها به آرایش اتمی، قطر و طول لوله‌ها و شکل‌شناسی و نانوساختار آنها وابسته است. CNT‌ها معمولاً به دلیل برهم‌کنش‌های واندروالسی کلوخه‌ای می‌شوند. بنابراین، پراکنش و جهت‌گیری آنها در ماتریس پلیمری بسیار مشکل است. از این‌رو، چالش بحرانی در این زمینه، توسعه روش‌هایی برای بهبود پراکنش CNT‌ها در ماتریس پلیمری است. زیرا، پراکنش یکنواخت‌تر آنها در ماتریس پلیمر خواص مکانیکی، الکتریکی و نوری کامپوزیت‌ها را بهبود می‌بخشد. عامل‌دارکردنCNT‌ها روشی مؤثر برای ممانعت از کلوخه‌ای‌شدن آنهاست که چسبندگی بین‌سطحی CNT‌ها و ماتریس پلیمری را بیشینه می‌کند. توجه روزافزون به کاربرد CNT‌ها در زمینه‌های گوناگون منجر به توسعه روش‌های پراکنش و عامل‌دارکردن آنها شده است. ‌CNTها به روش‌های مختلفی تهیه می‌شوند. در این مقاله مروری، ضمن معرفی روش‌های مختلف تهیه CNT‌ها، روش‌های پراکنش در ماتریس پلیمری و عامل‌دارکردن آنها و آثار پراکنش و عامل‌دارکردن بر خواص نانوکامپوزیت‌ها بحث شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preparation and Funtionalization of Carbon Nanotubes and Properties of Its Nanocomposite

چکیده [English]

The nanofiller reinforced polymer matrixes are a class of composites material, which have received significant attention both in academia and industry due to having higher mechanical, physical and thermal properties. The carbon nanotubes (CNTs) are the most important nanofillers which can be used as ideal reinforcing agents for high performance polymer matrixes because of their excellent mechanical, thermal and electrical properties and multi-functionality. CNTs are rolled-up graphene sheets which are made long coaxial cylinders. The properties of carbon nanotubes depend on atomic arrangement, the diameters and length of the tubes and morphology or nanostructure. Since CNTs usually agglomerate due to Van de Waals interactions, they are extremely difficult to disperse and align in a polymer matrix. The critical challenge is the development of methods to improve the dispersion of CNTs in the polymer matrix because their enhanced dispersion in polymer matrices greatly improves the mechanical, electrical and optical properties of composites. The functionalization of CNT is an effective way to prevent nanotube aggregation which can maximize interfacial adhesion between CNTs and the polymer matrix. CNTs can be prepared using various methods. In this review, the methods for the dispersion of nanotubes in the polymer matrix, funtionalization and effect of dispersion and funtionalization on properties of composites are described.

کلیدواژه‌ها [English]

  • carbon nanotubes
  • Nanocomposite
  • funtionalization
  • dispersion
  • Properties