22559

بررسي سنتز كامپوزيت پلي پروپيلن-گرافن به روش آسياكاري و تأثير مقدار گرافن بر خواص رسانايي

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري نانو - نانومواد

95-98

1398/8/26

دكتر سيد مرتضي نقيب

فناوري هاي نوين

گرافن يك ماده‌ي دوبعدي شامل اتم‌هاي كربن است كه خواص استثنايي و كاربردهاي فراواني دارد. اگرچه روش‌هاي مختلفي براي توليد گرافن وجود دارد اما تجاري سازي آن يك چالش است. به منظور استفاده‌ي گسترده از گرافن در كاربردهاي متنوع آن، بايد فرآيند توليد به گونه‌اي باشد كه بتواند بر چالش‌هاي تجاري سازي غلبه كند. در پژوهش حاضر براي توليد نانوذرات گرافني از فرآيند آسياكاري گرافيت بهره گرفته شده است كه قابليت تجاري سازي بالايي دارد. همچنين، در مقايسه با روش‌هاي رايج ديگر، نياز بسيار كمتري به مواد شيميايي خطرناك دارد و مخاطرات سلامتي و زيست محيطي آن به مراتب كمتر است. با وجود يك ماده‌ي كمكي در خلال فرآيند آسياكاري گرافيت، هنگام شكستن پيوندهاي كربن-كربن به دليل ضربات گلوله‌هاي آسياكاري، فرصت مناسبي براي عاملدارشدن صفحات گرافيتي فراهم شد. مشخصه‌يابي هاي انجام شده نشان مي‌دهد كه مساحت سطحي ويژه‌ي ذرات پس از فرآوري حدوداً 12 برابر شده است. در نتيجه، اين نانوذرات در زمره‌ي دسته‌ي «نانوپولكي‌هاي گرافني» قرار مي‌گيرد كه براي كامپوزيت سازي با بستر پليمري ايده آل هستند. از اين نانوذرات گرافني به عنوان پركننده در زمينه‌ي پلي‌پروپيلني استفاده گرديد كه اين كار منجر به ايجاد رسانايي الكتريكي در كامپوزيت حاصل شد؛ به طوري كه رسانندگي الكتريكي تا مقياس 7 مرتبه‌ي بزرگي افزايش يافت. عامل‌دار بودن پركننده‌هاي گرافني اگرچه از ميزان رسانندگي آن‌ها مي‌كاهد اما در بهبود پراكنش در زمينه‌ي پليمري و جلوگيري از كلوخگي آن‌ها در فرآيند آميزه سازي نقش مهمي ايفا مي‌كند. با وجود اينكه كلوخگي گرافن در هنگام آميزه سازي در زمينه‌ي پليمري به دليل خواص گرافن و پليمر زمينه، دور از ذهن نيست اما در تصاوير ريخت‌شناسي كامپوزيت به دست آمده، اين پديده وجود ندارد.

1399/08/03

Investigation of polypropylene-graphene composite synthesis by milling method and the effect of graphene content on conductivity properties

11/17/2021 12:00:00 AM

Graphene is a two-dimensional material containing carbon atoms that has exceptional properties and many applications. Although there are different ways to produce graphene, its commercialization is a challenge. In order for graphene to be widely used in its various applications, the production process must be such that it can overcome the challenges of commercialization. In the present study, for the production of graphene nanoparticles, the graphite milling process has been used, which has a high commercialization capability. Also, compared to other conventional methods, it requires much less hazardous chemicals and its health and environmental risks are far less. Despite the presence of an auxiliary substance during the graphite milling process, when the carbon-carbon bonds were broken due to the impacts of the milling balls, there was a good opportunity for the graphite plates to become functionallized. Characterizations show that the specific surface area of the particles after processing has increased about 12 times. As a result, these nanoparticles fall into the category of "graphene nanoplatelets" that are ideal for polymer-based composites. These graphene nanoparticles were used as fillers in polypropylene, which resulted in electrical conductivity in the composite; So that the electrical conductivity increased by 7 orders of magnitude. Although functionality of graphene fillers reduces their conductivity, it plays an important role in improving the polymer dispersion and preventing them from agglomeration in the mixing process. Although the agglomeration of graphene during polymer mixing is not far-fetched due to the properties of graphene and the base polymer, this phenomenon did'nt exist in morphological images.

گرافن , عاملدارسازي , نانوكامپوزيت , پلي پروپيلن , رسانندگي الكتريكي

Graphene , functionalization , nanocomposites , polypropylene , electrical conductivity