Index of /rozprawy2/10110

Spis tre

ści

1

WSTĘP... 4

I. CZĘŚĆ LITERATUROWA ... 6

1. NANORURKI WĘGLOWE ... 6

1.1. RODZAJE NANORUREK WĘGLOWYCH... 6

1.2. OTRZYMYWANIE NANORUREK WĘGLOWYCH... 9

1.3. WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE NANORUREK WĘGLOWYCH... 11

2. NANOKOMPOZYTY POLIMEROWE MODYFIKOWANE NANORURKAMI WĘGLOWYMI... 16

2.1. METODY OTRZYMYWANIA NANOKOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH Z NANORURKAMI... 16

2.2. WPŁYW OBECNOŚCI NANORUREK WĘGLOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE NANOKOMPOZYTÓW... 21

2.3. WPŁYW OBECNOŚCI NANORUREK WĘGLOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI ELEKTRYCZNE I TERMICZNE NANOKOMPOZYTÓW... 25

3. PROBLEMY ZWIĄZANE Z WYKORZYSTANIEM NANORUREK WĘGLOWYCH W TECHNOLOGIACH NANOKOMPOZYTOWYCH... 30

3.1. METODY OCZYSZCZANIA NANORUREK WĘGLOWYCH... 30

3.1.1. Oczyszczanie fizyczne... 31

3.1.2. Oczyszczanie chemiczne... 32

3.2. AGLOMERACJA,METODY DYSPERSJI I FUNKCJONALIZACJI NANORUREK WĘGLOWYCH... 34

3.2.1. Metody fizyczne... 35

3.2.2. Metody chemiczne... 37

4. NANOKOMPOZYTY WŁÓKNISTE Z POLIAKRYLONITRYLU (PAN) ZAWIERAJĄCE NANORURKI WĘGLOWE ... 42

CEL I ZAKRES PRACY ... 50

INDEKS OZNACZEŃ PRÓBEK STOSOWANYCH W PRACY ... 53

II. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA... 55

5. MATERIAŁY WYJŚCIOWE... 55

5.1. NANORURKI WĘGLOWE... 55

5.2. ROZTWÓR POLIAKRYLONITRYLU(PAN)... 56

5.2.1. Badanie lepkości istotnej polimeru ... 57

5.2.2. Charakterystyka cząsteczkowa polimeru – metoda chromatografii żelowej (SEC/GPC)... 57

6. METODY BADAŃ... 59

6.1. BADANIE CZYSTOŚCI NANORUREK WĘGLOWYCH... 59

6.2. OZNACZENIE ROZWINIĘCIA POWIERZCHNIBET... 59

6.3. BADANIA SPEKTROSKOPOWE... 59

6.4. BADANIA TERMICZNEDTA/TG... 60

6.5. BADANIE RÓŻNICOWĄ KALORYMETRIĄ SKANINGOWĄ(DSC) ... 61

6.6. DYFRAKCJA PROMIENIOWANIA RENTGENOWSKIEGO(XRD) ... 61

6.7. OZNACZENIE LEPKOŚCI ROZTWORÓW POLIMEROWYCH... 61

6.8. CHROMATOGRAFIA ŻELOWA(GPC - GELPERMEATIONCHROMATOGRAPHY, SEC- SIZE EXCLUSIONCHROMATOGRAPHY)... 62

6.9. MIKROSKOPIA SKANINGOWA–SKANINGOWY MIKROSKOP ELEKTRONOWY(SEM) ... 62

6.10. BADANIA MECHANICZNE... 62

6.11. OZNACZENIE POROWATOŚCI WŁÓKIEN... 63

6.12. POMIAR STOPNIA DYSPERSJI... 64

6.13. POMIAR REZYSTANCJI WŁÓKIEN POLIMEROWYCH MODYFIKOWANYCH NANORURKAMI... 66

6.14. POMIAR PRZEWODNICTWA ELEKTRYCZNEGO... 66

6.15. POMIAR PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO... 67

7. CHARAKTERYSTYKA I MODYFIKACJA NANORUREK WĘGLOWYCH... 69

7.1. CZYSTOŚĆ NANORUREK WĘGLOWYCH... 69

7.2. POMIAR ROZWINIĘCIA POWIERZCHNI NANORUREK WĘGLOWYCH... 70

Spis tre

ści

2

7.3. BADANIA SPEKTROSKOPOWE NANORUREK WĘGLOWYCH... 71

7.4. BADANIA TERMICZNE NANORUREK WĘGLOWYCH... 74

7.5. BADANIA STRUKTURALNE– XRDNANORUREK WĘGLOWYCH... 76

8. NANORURKI WĘGLOWE MODYFIKOWANE POWIERZCHNIOWO... 78

8.1. FUNKCJONALIZACJA NANORUREK WĘGLOWYCH... 78

8.2. MODYFIKACJA UTLENIONYCH NANORUREKSWCNT-KW DIETYLOAMINIE... 84

9. OTRZYMYWANIE WŁÓKIEN PAN ZAWIERAJĄCYCH NANORURKI WĘGLOWE... 85

10. WPŁYW WARUNKÓW HOMOGENIZACJI ROZTWORÓW ZAWIERAJĄCYCH NANORURKI WĘGLOWE I WARUNKÓW FORMOWANIA NA MORFOLOGIĘ I WŁAŚCIWOŚCI OTRZYMANYCH WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH ... 86

11. OTRZYMYWANIE WŁÓKIEN PAN ZAWIERAJĄCYCH NANORURKI WĘGLOWE -HOMOGENIZACJA PRZY UDZIALE PŁUCZKI ULTRADŹWIĘKOWEJ (SPOSÓB I)... 88

11.1. MORFOLOGIA WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 88

11.2. BADANIE POROWATOŚCI WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 90

11.3. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 91

12. WŁÓKNA PAN ZAWIERAJĄCE NANORURKI WĘGLOWE - HOMOGENIZACJA PRZY POMOCY SONDY ULTRADŹWIĘKOWEJ (SPOSÓB II) ... 93

12.1. MORFOLOGIA WYTWORZONYCH WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 93

12.2. BADANIE POROWATOŚCI WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 94

12.3. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 95

13. OTRZYMYWANIE NANOKOMPOZYTOWYCH WŁÓKIEN WĘGLOWYCH... 98

13.1. STABILIZACJA(UTLENIANIE)I KARBONIZACJA WŁÓKIEN OTRZYMANYCH SPOSOBEMIIII.... 99

13.2. MORFOLOGIA NANOKOMPOZYTOWYCH WŁÓKIEN WĘGLOWYCH... 99

13.3. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE OTRZYMANYCH NANOKOMPOZYTOWYCH WŁÓKIEN WĘGLOWYCH... 102

14. OPTYMALIZACJA PROCESU DYSPERSJI NANORUREK WĘGLOWYCH W OSNOWIE PAN ... 103

14.1. SPOSOBY DYSPERSJI–UKŁADY MODELOWE... 104

14.2. WPŁYW ILOŚCI NANORUREK I MOCY ULTRADŹWIĘKÓW NA STOPIEŃ DYSPERSJI... 106

14.3. WPŁYW SPOSOBU DYSPERSJI NA ROZKŁAD WIELKOŚĆ AGLOMERATÓW NANORUREK W ROZTWORZEPAN... 108

14.4. WIELOSTOPNIOWY PROCES DYSPERSJI NANORUREK WĘGLOWYCH... 109

14.5. WPŁYW OBECNOŚCI SUBSTANCJI POWIERZCHNIOWO CZYNNYCH NA PROCES DYSPERSJI NANORUREK WĘGLOWYCH... 112

15. OCENA STOPNIA DYSPERSJI NANORUREK WĘGLOWYCH W ROZTWORZE PAN – POMIAR ABSORBANCJI ... 114

16. WERYFIKACJA STOPNIA DYSPERSJI NANORUREK WĘGLOWYCH... 119

16.1. MIKROSKOPIA STEREOSKOPOWA... 119

16.2. BADANIE CHROPOWATOŚCI... 123

16.3. BADANIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH FOLII NANOKOMPOZYTOWYCH... 124

17. OTRZYMYWANIE WŁÓKIEN PAN ZAWIERAJĄCYCH NANORURKI WĘGLOWE Z ROZTWORU PRZYGOTOWANEGO WG OPRACOWANYCH WARUNKÓW DYSPERSJI ... 133

17.1. MORFOLOGIA WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 134

17.2. POROWATOŚĆ WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 135

17.3. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 136

17.4. BADANIA SPEKTROSKOPOWE WŁÓKIENPANMODYFIKOWANYCH NANORURKAMI WĘGLOWYMI... 138

17.5. BADANIEDTA/TG WŁÓKIENPANBEZ MODYFIKACJI ORAZ ZAWIERAJĄCYCH NANORURKI WĘGLOWE... 141

18. OTRZYMYWANIE NANOKOMPOZYTOWYCH WŁÓKIEN WĘGLOWYCH... 145

Spis tre

ści

3

18.1. UTLENIANIE(STABILIZACJA) WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 145

18.2. KARBONIZACJA WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 152

18.2.1. Morfologia nanokompozytowych włókien węglowych... 153

18.2.2. Właściwości mechaniczne otrzymanych włókien węglowych ... 154

18.2.3. Porowatość nanokompozytowych włókien węglowych... 158

18.2.4. Struktura nanokompozytowych włókien węglowych... 161

19. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE NANOKOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH I WĘGLOWYCH ... 164

19.1. WŁAŚCIWOŚCI ELEKTRYCZNE POLIMEROWYCH I WĘGLOWYCH WŁÓKIEN NANOKOMPOZYTOWYCH... 164

19.2. PRZEWODNICTWO CIEPLNE NANOKOMPOZYTÓW... 171

PODSUMOWANIE... 173

WNIOSKI KOŃCOWE ... 177

LITERATURA... 179