збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2023, том 21, випуск 2
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2023

 / 

том 21 / 

випуск 2

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

V. G. Rezanova and N. M. Rezanova
CNT-Filled Polypropylene/Plasticized Polyvinyl Alcohol Mixtures: Rheology, Morphology, and Properties of Composite Threads
0349–0361 (2023)

PACS numbers: 61.41.+e, 61.48.De, 62.23.Pq, 66.20.Ej, 81.05.Lg, 82.35.Np, 83.80.Sg

Вивчено вплив концентрації пластифікатора (гліцерину) та вуглецевих нанотрубок (ВНТ) на мікро- та макрореологічні властивості розтопів сумішей поліпропілен/пластифікований полівініловий спирт (ПП/ПВС). За течії всіх досліджених композицій в них формується мікрофібрилярна структура. Встановлено, що зміна співвідношення в’язкопружніх властивостей ПП і ПВС через додавання у них різної кількости модифікувальних добавок уможливлює реґулювати масову долю різновидів структур (мікрофібрили, плівки, частинки), а також їхні розмірні характеристики. Зменшення середнього діяметра мікрофібрил з 2,7 до 1,2 мкм і збільшення їхньої частки з 84,3 до 96,8 мас.% у вихідній і нанонаповненій сумішах відповідно досягнуто в композиції з близькими величинами в’язкости й еластичности компонентів. Показано, що розтопи бі- та трикомпонентних систем є типовими неньютонівськими рідинами, а в’язкість їхніх розтопів у декілька разів нижча за η вихідних компонентів. Величини еластичности, судячи з показників рівноважного розбухання екструдатів, є вищими, ніж для вихідних полімерів, і залежать від вмісту нанотрубок. Здатність до поздовжньої деформації розтопу струменя, яка визначає його волокноутворювальні властивості, у композиційних систем понижується, але залишається достатньою для стабільної переробки у нитки на наявному технологічному обладнанні. Встановлено, що сформована мікрофібрилярна структура сприяє поліпшенню експлуатаційних характеристик композиційних монониток за рахунок ефекту самоармування. Розривна міцність і формостійкість ниток, одержаних із суміші, що містить 0,5 мас.% ВНТ, зростають в 1,5 і 1,6 рази відповідно.

Keywords: поліпропілен, полівініловий спирт, гліцерин, вуглецеві нанотрубки, суміші, морфологія, мононитки, в’язкість.


References
  1. Norizan Mohd Nurazzi, M. R. M. Asyraf, Abdan Khalina, Norli Abdullah, Fatimah Athiyah Sabaruddin, Siti Hasnah Kamarudin, So’bah Ahmad, Annie Maria Mahat, Chuan Li Lee, H. A. Aisyah, Mohd Nor Faiz Norrrahim, R. A. Ilyas, M. M. Harussani, M. R. Ishak, and S. M. Sapuan, Polymers, 7, No. 13: 1047 (2021); doi:10.3390/polym13071047
  2. A. A. Morsi, A. Rajeh, and A. A. Al-Muntaser, Composites. Part B: Engineering, 173: 106957 (2019); https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.106957
  3. B. Huang, Biomanufacturing Reviews, 5: 3 (2020); doi:10.1007/s40898-020-00009-x
  4. J. Chen, B. Liu, X. Gao, and D. Xu, RSC Adv., 8: 28048 (2018); doi:10.1039/C8RA04205E
  5. T. P. Dyachkova, D. V. Tarov, E. A. Burakova, E. N. Tugolukov, A. N. Blokhin, E. V. Galunin, L. V. Rosenblum, and D. E. Kobzev, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 693: 012011 (2019); doi:10.1088/1757-899X/693/1/012011
  6. X. Qi, J. Yang, N. Zhang, T. Huang, Z. Zuo, Z. Kuhnert, P. Potschke, and Y. Wang, Progress in Polymer Science, 123: 101471 (2021); https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2021.101471
  7. Xiaodong Zhao, Jun Zhao, Jian-Ping Cao, and Dongrui Wang, Materials and Design, 56: 807 (2013); doi:10.1016/j.matdes.2013.11.073
  8. B.Zhu, T. Bai, P. Wang, Y. Wang, Ch. Liu, and Ch. Shen, J. Biol. Macromol., 153: 1272 (2020); doi:10.1016/j.ijbiomac.2019.10.262
  9. L. Azubuike, U. Sundararaj, Materials, 14, No. 17: 4813 (2021); https://doi.org/10.3390/ma14174813
  10. N. M. Rezanova, B. M. Savchenko, V. P. Plavan, V. Yu. Bulakh, and N. V. Sova, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 15, Iss. 3: 559 (2017); https://doi.org/10.15407/nnn.15.03.0559
  11. N. M. Rezanova, I. A. Melnik, M. V. Tsebrenko, and A. V. Korshun, Fibre Chem., 46: 21 (2014); https://doi.org/10.1007/s10692-014-9554-0
  12. V. G. Rezanova and N. M. Rezanova, Programne Zabezpechennya dlya Doslidzhennya Polimernykh System [Software for the Study of Polymer Systems] (Kyiv: Publishing House ArtEkА: 2020), p. 358 (in Ukrainian).
  13. C. D. Han and K. Funatsu, J. Rheol., 22, No. 2: 113 (1978); https://doi.org/10.1122/1.549475
  14. Polymer Blends (Eds. D. R. Paul and C. B. Bucknall) (New York: John Wiley & Sons, Inc.: 2000), vol. 1, p. 618.
  15. J. Yang, X. Qi, N. Zhang, T. Huang, and Y. Wang, Composites Communications, 7: 51 (2018); https://doi.org/10.1016/j.coco.2017.12.010
  16. J. Guo, N. Briggs, S. Crossley, and B. P. Grady, AIChE J., 10, No. 61: 3500 (2015); https://doi.org/10.1002/aic.14943
  17. L. Zonder, A. Ophir, S. Kenig, and S. McCarthy, Polymer, 52: 5085 (2011).
  18. Y. Chen, Q. Yang, Y. Huang, X. Liao, and Y. Niu, Polymer (Guildf), 79: 159 (2015); doi:10.1016/j.polymer.2015.10.027
  19. Ivonne Otero Navas, Mohammad Arjmand, and Uttandaraman Sundararaj, RSC Advances, 85: (2017); https://doi.org/10.1039/C7RA11390K
  20. S. Thomas, R. Mishra, and N. Kalarikka, Micro and Nano Fibrillar Composites (MFCS and NFCS) from Polymer Blends (Woodhead Publishing: 2017), p. 372.
  21. A. Göldel, G. R. Kasaliwal, P. Pötschke, and G. Heinrich, Polymer, 2, No. 53: 411 (2012); doi:10.1016/j.polymer.2011.11.039
.

Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2023 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача