본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT)의 함량을 달리하여 Polypropylene (PP)/MWNT 복합재료를 제조 하였으며, MWNT 함량에 따른 복합재료의 역학적 특성과 열적 특성, 그리고 자외선 차단특성에 대해 분석 하였다. 고분자 메트릭스 내에서 MWNT의 ...
본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT)의 함량을 달리하여 Polypropylene (PP)/MWNT 복합재료를 제조 하였으며, MWNT 함량에 따른 복합재료의 역학적 특성과 열적 특성, 그리고 자외선 차단특성에 대해 분석 하였다. 고분자 메트릭스 내에서 MWNT의 분산성 향상과, MWNT와 PP와의 계면결합력을 증가시키기 위해 MWNT 표면에 butylbenzene group을 도입하였다. PP/MWNT 복합재료는 용융 컴파운딩으로 제조 하였으며, 제조된 PP/MWNT 복합재료는 연신과 열처리 과정을 거쳐 필라멘트 형태로 제조하였다. FE-SEM 분석을 통하여 MWNT가 PP내에서 우수한 분산성과, PP와 MWNT간의 높은 계면결합력을 확인 할 수 있었다. 계면결합력 향상에 따른 PP와 MWNT간의 효과적인 힘 전달에 의해 MWNT 함량이 증가함에 따라 PP/MWNT 복합재료의 인장강도와 modulus가 점차 증가하는 경향을 보여주었으며, 1 wt%의 MWNT 함량에서 신도의 큰 감소 없이 인장강도와 modulus가 각각 50%이상 증가함을 관찰하였다. 또한 MWNT 함량 증가에 의하여 복합재료의 열 안정성과, PP의 결정화온도 그리고 결정화도의 증가를 확인 할 수 있었다. 또한 PP/MWNT 복합재료는 자외선 조사에 의해서도 강한 내성을 보였으나 순수 PP는 자외선 조사에 의해서 쉽게 손상되어 역학적 성질이 크게 저하되었다.
본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT)의 함량을 달리하여 Polypropylene (PP)/MWNT 복합재료를 제조 하였으며, MWNT 함량에 따른 복합재료의 역학적 특성과 열적 특성, 그리고 자외선 차단특성에 대해 분석 하였다. 고분자 메트릭스 내에서 MWNT의 분산성 향상과, MWNT와 PP와의 계면결합력을 증가시키기 위해 MWNT 표면에 butylbenzene group을 도입하였다. PP/MWNT 복합재료는 용융 컴파운딩으로 제조 하였으며, 제조된 PP/MWNT 복합재료는 연신과 열처리 과정을 거쳐 필라멘트 형태로 제조하였다. FE-SEM 분석을 통하여 MWNT가 PP내에서 우수한 분산성과, PP와 MWNT간의 높은 계면결합력을 확인 할 수 있었다. 계면결합력 향상에 따른 PP와 MWNT간의 효과적인 힘 전달에 의해 MWNT 함량이 증가함에 따라 PP/MWNT 복합재료의 인장강도와 modulus가 점차 증가하는 경향을 보여주었으며, 1 wt%의 MWNT 함량에서 신도의 큰 감소 없이 인장강도와 modulus가 각각 50%이상 증가함을 관찰하였다. 또한 MWNT 함량 증가에 의하여 복합재료의 열 안정성과, PP의 결정화온도 그리고 결정화도의 증가를 확인 할 수 있었다. 또한 PP/MWNT 복합재료는 자외선 조사에 의해서도 강한 내성을 보였으나 순수 PP는 자외선 조사에 의해서 쉽게 손상되어 역학적 성질이 크게 저하되었다.
The thermal and mechanical properties of polypropylene (PP)/multi-walled carbon nanotube (MWNTs) composites have been investigated. MWNTs are functionalized using a green process and they are melt-mixed into polypropylene matrix using twin screw extruder. After then, the nanocomposite filaments are ...
The thermal and mechanical properties of polypropylene (PP)/multi-walled carbon nanotube (MWNTs) composites have been investigated. MWNTs are functionalized using a green process and they are melt-mixed into polypropylene matrix using twin screw extruder. After then, the nanocomposite filaments are drawn to a draw ratio and annealed under a condition to impose good mechanical properties. The effects of MWNTs on the mechanical properties of the composites are dependent on the amount of MWNTs loading. The maximum tensile strength increases to 51% at 1 wt% MWNTs while the elongation does not change much, which is attributed to the homogeneous dispersion of MWNTs. Also, TGA analysis shows that thermal stability of polypropylene increases due to the incorporated MWNTs and DSC result reveals that crystallization temperature and crystallinity increase as does the amount of MWNTs loading. In addition, MWNTs play important role in protecting the PP/MWNT composites from UV radiation therefore, the results of ultraviolet treatment on the PP/MWNT composites shows that UV stability of the PP/MWNT composites increase due to UV absorption by MWNTs. Also, the PP/MWNT composite retain tensile strength and morphology after being exposed to UV radiation while pure PP degrades rapidly by UV radiation.
The thermal and mechanical properties of polypropylene (PP)/multi-walled carbon nanotube (MWNTs) composites have been investigated. MWNTs are functionalized using a green process and they are melt-mixed into polypropylene matrix using twin screw extruder. After then, the nanocomposite filaments are drawn to a draw ratio and annealed under a condition to impose good mechanical properties. The effects of MWNTs on the mechanical properties of the composites are dependent on the amount of MWNTs loading. The maximum tensile strength increases to 51% at 1 wt% MWNTs while the elongation does not change much, which is attributed to the homogeneous dispersion of MWNTs. Also, TGA analysis shows that thermal stability of polypropylene increases due to the incorporated MWNTs and DSC result reveals that crystallization temperature and crystallinity increase as does the amount of MWNTs loading. In addition, MWNTs play important role in protecting the PP/MWNT composites from UV radiation therefore, the results of ultraviolet treatment on the PP/MWNT composites shows that UV stability of the PP/MWNT composites increase due to UV absorption by MWNTs. Also, the PP/MWNT composite retain tensile strength and morphology after being exposed to UV radiation while pure PP degrades rapidly by UV radiation.
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