Struktura i właściwości termiczne nanokompozytów ekspandowany grafit(EG))/poli(tereftalan etylenu)(PET)

• Autorzy: Paszkiewicz S. , Rosłaniec Z. , Szymczyk A. , Spitalsky Z. , Mosnacek J.

Warianty tytułu

EN

Morphology and Thermal Properties of Expanded Graphite (EG)/Poly(ethylene terephthalate) (PET) Nanocomposites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Uzyskano nanokompozyty poli(tereftalanu etylenu) z ekspandowanym grafitem (PET/EG) o zawartości nanonapełniacza 0.025 - 0.4 %wag. metodą polimeryzacji kondensacyjnej (polikondensacji) in situ. Określono ich morfologię (SEM i TEM), stabilność termiczną przy wykorzystaniu metody TGA (temperatury odpowiadające: 2% (T-2%),10% (T-10%) i 50% (T-50%) ubytku masy, energię aktywacji metodą Freemana-Carrolla (Ea), temperaturę maksimum szybkości ubytku masy nanokompozytów w atmosferze powietrza i w argonie. Oceniono również wpływ grafenu na przemiany fizyczne zachodzące w PET (DSC). Wyniki badań nanokompozytów PET/EG porównano z wynikami badań niemodyfikowanego PET. Fotografie SEM nanokompozytów wykazują dwufazową strukturę układów PET/EG z wyraźnie widocznymi płytkami grafenu, jak i nielicznymi aglomeratami. Badania nanokompozytów PET/EG z wykorzystaniem techniki TEM potwierdziły obecność płytek grafenowych o wielkości ok. 1-10 ?m. Oznacza to, że zastosowana metoda in situ pozwala na otrzymanie rozsuniętych i stosunkowo równomiernie rozłożonych płytek grafenowych (EG) w osnowie PET. Ponadto wykazano, że dodatek nanonapełniacza nie wpływa znacząco na temperatury przemian fizycznych, jak również na stopień krystaliczności PET. Zaobserwowano natomiast wyższą termostabilność oraz stabilność termo-oksydacyjną nanokompozytów wynikającą z udziału nanocząstek grafenowych.

EN

Nanocomposites based on poly(ethylene terephtalate) and expanded graphite (PET/EG) with 0.025-0.4wt.% nanofiller content were prepared by in situ condensation polymerization (polycondensation). Their morphology was determined (TEM, SEM), thermal stability by TGA (temperatures corresponding to: 2% (T-2%),10% (T-10%) and 50% (T-50%) weight loss, activation energy by Freeman-Carroll method (Ea), temperature of maximum mass loss rate of nanocomposites in air and in argon. Also the influence of graphene was assessed on the physical transition occurring in the PET (DSC). The results of PET/EG nanocomposites were compared with the unmodified PET. SEM images of nanocomposite exhibit a diphasic structure of PET / EG of clearly visible graphene platelets, and few agglomerates. The study of nanocomposites of PET / EG using TEM techniques confirmed the presence of grephene platelets size of about 1÷10 ?m. This means, that in situ polymerization has been used to obtain exfoliated and relatively evenly spaced graphene plates (EG) in the PET matrix. In addition, it was demonstrated that the addition of nanofiller not significantly affect the physical transition temperature, as well as the degree of crystallinity of PET. Higher thermal stability and thermo-oxidative stability of the nanocomposites was observed resulting from participation of graphene nanoparticles.

Słowa kluczowe

PL

grafit ekspandowany; PET; polikondensacja in situ; morfologia; stabilność termiczna

EN

expanded graphite; PET; in situ policondensation; morphology; thermal stability

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 66, nr 1
• Strony: 21--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., 11 rys., 2 tabl.

Twórcy

autor

Paszkiewicz S.

autor

Rosłaniec Z.

autor

Szymczyk A.

autor

Spitalsky Z.

autor

Mosnacek J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin

Bibliografia

• 1. Kim H„ Abdala A.A., Macosko C.W.: Macromolecules 2010, 43,6515-6530.
• 2. Królikowski W., Rosłaniec Z.: Composites 2004, 4, 3-16.
• 3. Rosłaniec Z., Broza G.,Schulze K.: Composite Interfaces 2003, 10, 95-102.
• 4. Skórczewska K., Chmielewska D., Piszczek K, Tomaszewska J., Ste- rzyński T„ CHEMIK 2011,65, 4, 337-342.
• 5. Janik J., Piesowicz E., Rosłaniec Z., Jesionowski T., Bula K.: Przemysł Chemiczny 90/10 (2011).
• 6. Wang Y., Shen C., ChenJ.: Polimer J.: 2003, 35, 884.
• 7. Huang J.: C. Adv. Polym. Technol. 2002, 21, 299-313.
• 8. Monitruzzaman M., Winey K.I.: Macromolecules 2006, 39, 5194-5205.
• 9. Okamoto M.: Polimer/Clay Nanocomposites; American Scientific Publisher: Stevenson Ranch. CA. 2004; vol.4.
• 10. Geim A.K.: Novoselov K.S.: Nature Mater. 2007, 6, 183-191.
• 11. Lee C, Wei X„ KysarJ.W., HoneJ.: J. Science 2008, 321, 385-388.
• 12. Du X„ Skachko I., Barker A., Andrei E.: Nature Nanotechnol. 2008, 3, 902-907.
• 13. Bunch J.S., Verbridge S.S., Alden J.S.: Nano Lett. 2008, 8, 2458-2462.
• 14. Geim A.K., Novoselov K.S., Morozow S.V.Jiang D., Zhang Y., Firsov A., Science 2004, 306, 666-669.
• 15. Hernandez Y„ Nicolosi V., LotyaM., Blighe F.M., Sun Z„ DeS„ McGov- ern I.T., Holland B., Byrne M., Hutchison J., Scardaci V, Ferrari A.C., Coleman J.N.: Nature Nanotechnol. 2008, 3, 563-568.
• 16. Kwiatkowska M., Broza G., Męcfel J., Sterzyński T., Rosłaniec Z.: Composites 2005,5,2 99-104.
• 17. Freeman E.S., Carroll B.: J. Phys. Chem. 1958, 62, 4, 394-397.
• 18. Wunderlich B.: Macromolecular Physics. Vol. 3. Crystal Melting. Academic Press. New York. NY. 1980.
• 19. Krikorian V, Kochan D.J.: Macromolecules 2005, 38, 6520-6527.
• 20. Hu X„ An H„ U Z„ Yang L.: Macromolecules 2009, 42, 3215-3218.
• 21. Zhang J., Tsuji H„ Nöda l„ Ozaki Y.: J. Phys. Chem. B 5004, 108, 1151-4-11520.
• 22. Zhang J„ Tsuji H., Nöda I., Ozaki Y.: Macromolecules 2004, 37, 6433-6439.
• 23. ZhangJ., Duan Y„ Sato H„ Tsuji H.„ Nöda I., Yan S.K., Ozaki Y.: Macromolecules 2005, 38, 8012-8021.