Preparation and properties of polyurethane/functionalized multi-walled carbon nanotubes rigid foam nanocomposites

• Autorzy: Nikje M. M. A. , Yaghoubi A.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.776

Warianty tytułu

PL

Otrzymywanie i właściwości nanokompozytów sztywnych pianek poliuretanowych z funkcjonalizowanymi wielościennymi nanorurkami węglowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Surface modification of hydroxylated, multi-walled carbon nanotubes (OH-MWCNTs) was carried out by silanization with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTS). Rigid polyurethane foam nanocomposites were prepared by silanized MWCNTs in different weight percents via a one shot method and the thermal, mechanical and morphological properties of the nanocomposites were investigated in detail. The obtained results from thermogravimetric analysis indicated that the thermal stability of the nanocomposites were increased by higher silanized MWCNTs contents. Morphological studies showed an increased cell density parallel to higher silanized MWCNTs contents in the polyurethane matrix. Furthermore, the tensile properties showed that the Young's moduli, as well as tensile strengths, were improved in comparison with pristine foam. The obtained data revealed reverse effects of 3 % functionalized MWCNT on the properties of respective nanocomposites due to agglomeration of MWCNTs.

PL

Przeprowadzono funkcjonalizację hydroksylowanych wielościennych nanorurek węglowych (OH-MWCNTs) w procesie silanizowania za pomocą 3-aminopropylotrietoksysilanu (APTS). Nanokompozyty sztywnych pianek poliuretanowych wytwarzano przy użyciu różnej ilości silanizowanych MWCNTs (1,5, 2,0, 3,0 % mas.). Badano termiczne i mechaniczne właściwości uzyskanych pianek nanokompozytowych, a także ich morfologię. Wyniki otrzymane metodą analizy termograwimetrycznej wskazują, że stabilność termiczna kompozytów zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości silanizowanych wielościennych nanorurek węglowych (Si-MWCNTs). Zwiększenie udziału zastosowanego napełniacza w matrycy poliuretanowej wpływa także na wzrost gęstości komórkowej pianki. Stwierdzono również poprawę modułu Younga oraz wytrzymałości przy rozciąganiu otrzymanych nanokompozytów. Dodatek do matrycy poliuretanowej już 3,0 % mas. silanizowanych wielościennych nanorurek węglowych powoduje pogorszenie omawianych właściwości nanokompozytów PUR/Si-MWCNTs, wynikające z obecności w matrycy poliuretanowej aglomeratów cząstek napełniacza.

Słowa kluczowe

EN

multi-walled carbon nanotubes; rigid polyurethane foams; nanocomposities; surface modification; 3-aminopropyltriethoxysilane

PL

wielościenne nanorurki węglowe; sztywne pianki poliuretanowe; nanokompozyty; modyfikacja powierzchni; 3-aminopropylotrietoksysilan

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 11-12
• Strony: 776--782
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys.

Twórcy

autor

Nikje M. M. A.

• Imam Khomeini International University, Faculty of Science, Department of Chemistry, Qazvin, Iran, POBox 288

autor

Yaghoubi A.

• Imam Khomeini International University, Faculty of Science, Department of Chemistry, Qazvin, Iran, POBox 288

Bibliografia

• [1] Iijima S.: Physica B 2002, 323, 1. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-4526(02)00869-4
• [2] Iijima S.: Nature 1991, 354, 56. http://dx.doi.org/10.1038/354056a0
• [3] Popov V.N.: Mater. Sci. Eng., R 2004, 43, 61. http://dx.doi.org/10.1016/j.mser.2003.10.001
• [4] Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Saito R.: Carbon 1995, 33, 883. http://dx.doi.org/10.1016/0008-6223(95)00017-8
• [5] Spitalsky Z., Tasis D., Papagelis K., Galiotis C.: Prog. Polym. Sci. 2010, 35, 357. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2009.09.003
• [6] Coleman J.N., Khan U., Blau W.J., Gun’ko Y.K.: Carbon 2006, 44, 1624. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2006.02.038
• [7] Thostenson E.T., Ren Z., Chou T.W.: Compos. Sci. Technol. 2001, 61, 1899. http://dx.doi.org/10.1016/S0266-3538(01)00094-X
• [8] Ajayan P.M., Schadler L.S., Giannaris C., Rubio A.: Adv. Mater. 2000, 12, 750. http://dx.doi.org/10.1002/(sici)1521-4095(200005)12:10<750::aid-adma750>3.0.co;2-6
• [9] Wang Y., Iqbal Z., Malhotra S.V.: Chem. Phys. Lett. 2005, 402, 96. http://dx.doi.org/10.1016/j.cplett.2004.11.099
• [10] Zhu Z.Z., Wang Z., Li H.L.: Appl. Surf. Sci. 2008, 254, 2934. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2007.10.033
• [11] Gojny F.H., Nastalczyk J., Roslaniec Z., Schulte K.: Chem. Phys. Lett. 2003, 370, 820. http://dx.doi.org/10.1016/S0009-2614(03)00187-8
• [12] Ma P.C., Siddiqui N.A., Marom G., Kim J.K.: Composites, A 2010, 41, 1345. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesa. 2010.07.003
• [13] Ryszkowska J., Jurczyk-Kowalska M., Szymborski T., Kurzydłowski K.J.: Physica, E 2007, 39, 124. http://dx.doi.org/10.1016/j.physe.2007.02.003
• [14] Kabir M.E., Saha M.C., Jeelani S.: Mater. Sci. Eng., A 2007, 459, 111. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2007.01.031
• [15] Bledzki A.K., Gassan J.: Prog. Polym. Sci. 1999, 24, 221. http://dx.doi.org/10.1016/S0079-6700(98)00018-5
• [16] Scheibe B., Borowiak-Palen E., Kalenczuk R.J.: Mater. Charact. 2010, 61, 185. http://dx.doi.org/10.1016/j.matchar.2009.11.008
• [17] Datsyuk V., Kalyva M., Papagelis K., Parthenios J., Tasis D., Siokou A., Kallitsis I., Galiotis C.: Carbon 2008, 46, 833. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2008.02.012
• [18] Avilés F., Cauich-Rodríguez J.V., Moo-Tah L., May-Pat A., Vargas-Coronado R.: Carbon 2009, 47, 2970. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2009.06.044
• [19] Velasco-Santos C., Martinez-Hernandez A.L., Lozada-Cassou M., Alvarez-Castillo A., Castano V.M.: Nanotechnology 2002, 13, 495. http://dx.doi.org/10.1088/0957-4484/13/4/311
• [20] Lee J.H., Kathi J., Rhee K.Y., Lee J.H.: Polym. Eng. Sci. 2010, 50, 1433. http://dx.doi.org/10.1002/pen.21682
• [21] Ma P.C., Kim J.K., Tang B.Z.: Carbon 2006, 44, 3232. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2006.06.032
• [22] Klempner D., Frisch K.C.: “Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology” (Eds. Klempner D., Frisch K.C.), Hanser Gardner Publications, Munich 1991, p. 454.
• [23] Sahoo N.G., Jung Y.C., Yoo H.J., Cho J.W.: Compos. Sci. Technol. 2007, 67, 1920. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2006.10.013
• [24] Kuan H.C., Ma C.-C.M., ChangW.P., Yuen S.M., Wu H.H., Lee T.M.: Compos. Sci. Technol. 2005, 65, 1703. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.02.017
• [25] Buffa F., Abraham G.A., Grady B.P., Resasco D.: J. Polym. Sci., Part B. 2007, 45, 490. http://dx.doi.org/10.1002/polb.21069
• [26] Koerner H., Liu W., Alexander M., Mirau P., Dowty H., Vaia R.A.: Polymer 2005, 46, 4405. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.02.025
• [27] Saha M.C., Kabir M.E., Jeelani S.: Mater. Sci. Eng., A 2008, 479, 213. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2007.06.060
• [28] Xiong J., Zheng Z., Qin X., Li M., Li H., Wang X.: Carbon 2006, 44, 2701. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2006.04.005
• [29] Avilés F., Sierra-Chi C.A., Nistal A., May-Pat A., Rubio F., Rubio J.: Carbon 2013, 57, 520. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2013.02.031
• [30] Han X., Zeng C., Lee L.J., Koelling K.W., Tomasko D.L.: Polym. Eng. Sci. 2003, 43, 1261. http://dx.doi.org/10.1002/pen.10107
• [31] Modesti M., Lorenzetti A., Besco S.: Polym. Eng. Sci. 2007, 47, 1351. http://dx.doi.org/10.1002/pen.20819
• [32] Schönfelder R., Avilés F., Bachmatiuk A., Cauich-Rodriguez J.V., Knupfer M., Büchner B., Rümmeli M.H.: Appl. Phys., A 2012, 106, 843. http://dx.doi.org/10.1007/s00339-012-6787-8
• [33] Xia H., Song M.: J. Mater. Chem. 2006, 16, 1843. http://dx.doi.org/10.1039/b601152g
• [34] Chen W., Tao X.: Macromol. Rapid Commun. 2005, 26, 1763. http://dx.doi.org/10.1002/marc.200500531
• [35] Deka H., Karak N., Kalita R.D., Buragohain A.K.: Karbon 2010, 48, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2010.02.009