Plasma assisted attachment of functionalized carbon nanotubes on poly(ethylene terephthalate) fabric to improve the electrical conductivity

• Autorzy: Haji A. , Rahbar R. S. , Shoushtari A. M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.337

Warianty tytułu

PL

Poprawa przewodności elektrycznej tkaniny z poli(tereftalanu etylenu) przez wspomagane obróbką plazmową nanoszenie funkcjonalizowanych nanorurek węglowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article, we report a durable coating of polyester fabric with carbon nanotubes. Four fabric samples were prepared using different treatments to obtain the fabric with the lowest electrical resistance. Plasma treatment was performed to prepare the fabric surface for depositing amino functionalized carbon nanotubes (NH₂-MWCNT). Thermal properties, surface morphology and chemistry of the samples were investigated. Also color strength and electrical resistance of the fabric samples were determined. The results showed that the attachment of NH₂-MWCNT onto polyester fabric was affected by fabric surface morphology. The XPS results confirmed the presence of more oxygen-containing species on the PET fabric surface after plasma treatment and NH₂-MWCNT coating. The melting temperature and degree of crystallinity of the coated-PET fabric were higher than those of the pristine PET fabric. An improvement in the tensile strength of the PET fabric was also obtained after the plasma treatment and CNT coating. Electrical resistance of NH₂-MWCNT coated polyester fabric reduced substantially for pretreated fabric with plasma which was subsequently coated with NH₂-MWCNT in the presence of acrylic acid.

PL

W ramach pracy badano różne metody nanoszenia na powierzchnię tkaniny z poli(tereftalanu etylenu) (PET) trwałej powłoki z nanorurek węglowych w celu uzyskania materiałów o najmniejszej oporności elektrycznej. Przygotowano cztery próbki tkaniny PET, z których trzy poddano obróbce plazmowej. Następnie wszystkie próbki moczono w dyspersji funkcjonalizowanych aminą nanorurek węglowych (NH₂-MWCNT) działając ultradźwiękami w ciągu 5 min. W przypadku dwóch tkanin, które moczono w dyspersji różniącej się stężeniem NH₂-MWCNT po 5 min dodawano kwas akrylowy i utrzymywano działanie ultradźwięków przez kolejne 5 min. Wszystkie cztery próbki tkanin oraz próbkę referencyjną, z wyjściowej tkaniny PET poddano badaniom właściwości termicznych, morfologii powierzchni i składu chemicznego. Określono również intensywność ich barwy i oporność elektryczną. Stwierdzono, że ilość NH₂-MWCNT naniesionego na tkaninę PET zależy od morfologii jej powierzchni. Wyniki rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS) wykazały, że na powierzchni tkaniny PET powlekanej NH₂-MWCNT po wstępnej obróbce plazmowej znalazła się większa ilość cząsteczek zawierających tlen, niż na tkaninie bez takiej obróbki. Temperatura topnienia (T_m) i stopień krystaliczności (X_c) w przypadku powlekanych tkanin PET były wyższe niż w wyjściowej tkaninie PET. Obróbka plazmowa zwiększyła także wytrzymałość na rozciąganie powlekanych tkanin. Stwierdzono, że oporność elektryczna była najniższa w przypadku tkanin powlekanych NH₂-MWCNT po wstępnej obróbce plazmowej i w obecności kwasu akrylowego.

Słowa kluczowe

EN

coating; conductive textiles; carbon nanotube; functionalization; plasma processing

PL

powlekanie; tkaniny przewodzące; nanorurki węglowe; funkcjonalizacja; obróbka plazmowa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 5
• Strony: 337--342
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Haji A.

• Textile Engineering Department, Birjand Branch, Islamic Azad University, Birjand, Iran

autor

Rahbar R. S.

• Standard Research Institute, Faculty of Chemistry and Petrochemical Engineering, Department of Textile and Leather, Karaj, P.o.Box 31745-139, Iran

autor

Shoushtari A. M.

• Amirkabir University of Technology, Textile Engineering Department, No. 424, Hafez Avenue, Tehran, Iran

Bibliografia

• [1] Gultekin N.D., Usta I.: Journal of the Textile Institute 2014, 105, 1. http://dx.doi.org/10.1080/00405000.2013.848047
• [2] Xue P., Park K.H., Tao X.M. et al.: Composite Structures 2007, 78, 271. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2005.10.016
• [3] Kim B., Koncar V., Devaux E., Dufour C., Viallier P.: Synthetic Metals 2004, 146, 167. http://dx.doi.org/10.1016/j.synthmet.2004.06.023
• [4] Zhang W., Johnson L., Silva S.R.P., Lei M.K.: Applied Surface Science 2012, 258, 8209. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.05.023
• [5] Knittel D., Schollmeyer E.: Synthetic Metals 2009, 159, 1433. http://dx.doi.org/10.1016/j.synthmet.2009.03.021
• [6] Tae June K., Ajeong C., Dai-Hong K. et al.: Smart Materials and Structures 2011, 20, 015004. http://dx.doi.org/10.1088/0964-1726/20/1/015004
• [7] Shim B.S., Chen W., Doty C. et al.: Nano Letters 2008, 8, 4151. http://dx.doi.org/10.1021/nl801495p
• [8] Panhuis M.I.H.,Wu J., Ashraf S.A.,Wallace G.G.: Synthetic Metals 2007, 157, 358. http://dx.doi.org/10.1016/j.synthmet.2007.04.010
• [9] Hu L., Pasta M., Mantia F.L. et al.: Nano Letters 2010, 10, 708. http://dx.doi.org/10.1021/nl903949m
• [10] Hecht D.S., Hu L., Grüner G.: Current Applied Physics 2007, 7, 60. http://dx.doi.org/10.1016/j.cap.2005.09.001
• [11] Boguslavsky Y., Fadida T., Talyosef Y., Lellouche J.-P.: Journal of Materials Chemistry 2011, 21, 10 304. http://dx.doi.org/10.1039/c1jm10823a
• [12] Kale P.D., Lokhande H.T., Rao K.N., Rao M.H.: Journal of Applied Polymer Science 1975, 19, 461. http://dx.doi.org/10.1002/app.1975.070190212
• [13] Parvinzadeh M., Ebrahimi I.: Applied Surface Science 2011, 257, 4062. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.11.175
• [14] Sun J., Yao L., Gao Z. et al.: Surface and Coating Technology 2010, 204, 4101. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.05.038
• [15] Gotoh K., Kobayashi Y., Yasukawa A., Ishigami Y.: Colloid and Polymer Science 2012, 290, 1005. http://dx.doi.org/10.1007/s00396-012-2600-7
• [16] Fang, K., Zhang C.: Applied Surface Science 2009, 255, 7561. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.04.028
• [17] Casachera D., Cortese B., Mezzi A. et al.: Langmuir 2013, 29, 2775. http://dx.doi.org/10.1021/la305032k
• [18] Anand K., Agarwal U.S., Joseph R.: Polymer 2006, 47, 3976. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2006.03.079
• [19] Tzavalas S., Mouzakis D.E., Drakonakis V., Gregoriou V.G.: Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 2008, 46, 668. http://dx.doi.org/10.1002/polb.21378
• [20] Santoro G., Gómez M.A., Marco C., Ellis G.: Macromolecular Materials Engineering 2010, 295, 652. http://dx.doi.org/10.1002/mame.200900384