Epoxy resin/SiC nanocomposites. Synthesis and characterization

• Autorzy: Poornima V. , Thomas S. , Huczko A.

Warianty tytułu

PL

Nanokompozyty: żywica epoksydowa/węglik krzemu. Synteza i charakterystyka

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The sulicon carbide (SiC) nanofibers were produced by self-propagating high-temperature synthesis (SHS). Silicon and polytetrafluoroethylene (TEFLON™) powdered mixture was used as starting reactants. The raw product was chemically processed to isolate and purify SiC nanofibers, several nm in diameter and a length in a micron range. The nanomaterial was used to reinforce epoxy thermosets. Epoxy resin/SiC nanocomposites were prepared by using either ultrasonication or high shear mixing procedures. The dispersion and flexural properties of the nanocomposites prepared by two methods were evaluated and compared. Ultrasonication, in comparison to shear mixing method, yielded superior nanoscale dispersion according to scanning electron microscopy (SEM). As a result of the improvements in nanoscale dispersion, the corresponding improvements in flexural strength and modulus of produced composites were achieved. The better dispersion of SiC nanofibers and properties were obtained with nanocomposite containing 0.25 Phr (parts per hundred epoxy resin) nanomaterial. Thus, even such a low content of 1-D nanomaterial distinctly improves the properties of a composite.

PL

Otrzymywano nanowłókna węglika krzemu (SiC) na drodze samorozprzestrzeniającej się syntezy wysokotemperaturowej. Reagentem była mieszanina proszków krzemu oraz politetrafluoroetenu (Teflon ™). Otrzymany produkt poddano obróbce chemicznej w celu izolacji i oczyszczenia nanowłókien SiC, mających średnice rzędu kilkunastu-kilkudziesięciu nanometrów i długość kilku mikronów. Otrzymany nanomateriał zastosowano w celu modyfikacji - wzmocnienia termoutwardzalnej żywicy epoksydowej. Syntezowano nanokompozyty, stosując mieszanie ultradźwiekowe bądź wysoko wydajne mieszanie ścinające. Określono i porównano uzyskany stopień dyspersji oraz giętkości otrzymanych nanokompozytów. Badania mikroskopowe (SEM) wykazały, że mieszanie ultradźwiękowe jest znacznie efektywniejsze, jeśli chodzi o uzyskany stopień dyspersji nanowłókien. W wyniku podwyższenia dyspersji w nanoskali uzyskane nanokompozyty wykazały poprawę właściwości wytrzymałościowych. Najwyższy stopień dyspersji i najlepsze właściwości wykazały nanokompozyty zawierające nanowłókna SiC zmieszane z żywicą epoksydową w stosunku 0,25/100. Tak więc nawet tak niski dodatek jednowymiarowego materiału istotnie polepsza właściwości kompozytu.

Słowa kluczowe

EN

epoxy resin; SiC; SHS; nanocomposite; nanofiber; synthesis

PL

żywica epoksydowa; SiC; SHS; nanokompozyt; nanowłókno; synteza

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 10, nr 1
• Strony: 11--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Poornima V.

autor

Thomas S.

autor

Huczko A.

• Warsaw University Department of Chemistry, Pasteur 1, 02-093 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• [1] Gojny F.H., Schulte K., Compos. Sci. Technol. 2004, 34, 2303.
• [2] Gojny F.H., Wichmann M.H.G., Fiedler B., Schulte K., Compos. Sci. Technol. 2005, 65, 2300.
• [3] Seyhan A.T., Gojny F.H., Tanoglu M., Schulte K., Eur. Polym. J. 2007, 43, 374.
• [4] Fu Q.G., Li H.J., Shi X.K., Li K.Z., Wei J., Hua Z.B., Mater. Chem. Phys. 2006, 100, 108.
• [5] Ying Y., Gu Y., Li K.Z., Gu H., Cheng L., Qian Y., J. Solid State Chem. 2004, 177, 4163.
• [6] Sudarisman K., Davies I.J., Hamada H., Composites: Part A 2007, 38, 1070.
• [7] Yang W., Araki H., Kohyama A., Thaveethavorn S., Suzuki H., Noda T., Mater Lett. 2004, 58, 3145.
• [8] Nhuapeng W., Thamjaree W., Kumfu S., Singjai P., Tunka-siri T., Current Applied Physics 2008, 8, 295.
• [9] Munir Z.A., Ceram. Bull. 1988, 67, 342.
• [10] Huczko A., Bystrzejewski M., Lange H., Fabianowska A., Cudziło S., Panas A., Szala M., J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16, 244.
• [11] Huczko A., Osica M., Rutkowska A., Bystrzejewski M., Lange H., Cudziło S., J. of Physics: Cond. Matt. 2007, 19, 395022.