ВПЛИВ ПОЛІЕТИЛЕГЛІКОЛЕВИХ МОДИФІКАТОРІВ НА РОЗПОДІЛ ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК У ПОЛІМЕРНІЙ МАТРИЦІ

Анотація

У полімерних нанокомпозитах, наповнених вуглецевими нанотрубками (ВНТ), дуже важко забезпечити рівномірність розподілу нанотрубок у полімерній матриці, а також стабільність даної дисперсії у часі. Тому у таких системах з часом, завдяки потужним вандер-ваальсівським силам притягання між окремими нанотрубками, має місце агрегація частинок наповнювача, яка приводить до переходу від нано- до мікрорівня їх структурної організації. Такий перехід негативно впливає на комплекс функціональних властивостей полімерних нанокомпозитів, наповнених ВНТ. Отже, розробка нових підходів до стабілізації наночастинок з метою перешкоджанню їх агрегації для створення нанокомпозитних матеріалів із поліпшеними функціональними характеристиками є актуальною задачею. У роботі вивчено вплив нековалетної модифікації вуглецевих нанотрубок за допомогою поліетиленгліколю (ПЕГ) різної молекулярної маси на ступінь їх розподілу у полімерній матриці. Досліджували особливості розподілу ВНТ різних типів: немодифікованих і нековалентно модифікованих з використанням різних молекул ПЕГ нанотрубок. Із аналізу мікроскопічних зображень виявлено, що модифіковані ВНТ більш рівномірно розподіляються у полімерній матриці, ніж немодифіковані нанотрубки, що можна пояснити різним характером взаємодії між полімерною матрицею та ВНТ. Визначено, що для систем, які містять модифіковані ВНТ, спостерігається вище значення фрактальної розмірності, що свідчить про утворення більш розпушених агрегатів із ВНТ, тоді як не модифіковані ВНТ виявляють тенденцію до утворення більш щільних агрегатів. Виявлено, що значення фрактальної розмірності для функціоналізованих ВНТ наближається до 3, що свідчить про рівномірний ступінь розподілу ВНТ. Встановлено, що найвищу стабілізуючу дію чинить модифікатор на основі ПЕГ-10000. При цьому ВНТ найбільш рівномірно розподіляються по об’єму матеріалу.