مقايسه اثر نانولوله هاي تك ديواره و چندديواره بر خواص و ساختار بلور پلي وينيليدن فلويوريد

The Effect of SWCNT and MWCNT on Properties and Crystalline Structure of Polyvinylidene Fluoride

نانولوله هاي تك ديواره و چندديواره جداگانه با پلي)وينيليدن فلويوريد( در حالت مذاب مخلوط شدند. با استفاده از روش طيف سنجي زيرقرمز تبديل فوريه مشخص شد كه نانولوله هاي تك ديواره اثر چنداني بر توليد بلورهاي بتا ندارد و حداكثر 14درصد بلور بتا در 3 درصد وزني نانولوله تك ديواره تشكيل شد. دليل اين رفتار به ساختار صندلي سطح ديواره نانولوله تك ديواره نسبت داده شده است كه شباهت كنفورماسيوني به بلور آلفا دارد. در نانولوله چندديواره مشخص شد كه 3درصد وزني از اين نوع نانولوله 39 درصد بلور بتا ايجاد مي كند. دليل اين موضوع قطر خارجي بزرگ تر و سطح وسيع تر نانولوله چندديواره در مقايسه با نانولوله هاي تك ديواره، ساختار سطحي زيگزاگ اين نوع نانولوله و شباهت كنفورماسيوني آن به ساختار تمام ترانس بلور آلفا شناخته شد. سطح وسيع تر نانولوله هاي چندديواره با توجه به تعداد كمتر آنها در مقايسه با نوع تك ديواره باعث اثر هسته زايي و تبلور پليمر در ساختار بتا مي شود. الگوي WXRD اين نوع نانوكامپوزيت ها تفاوت زيادي با پليمر خالص نشان نداد كه با نتايج روش طيف سنجي زيرقرمز مطابقت دارد. خواص ريولوژيكي با ازدياد درصد نانولوله ها افزايش نشان داد. با توجه به تعداد كمتر نانولوله هاي چندديواره در مقايسه با نوع تك ديواره (در درصد وزني يكسان) و گرانروي بيشتر نانوكامپوزيت هاي آنها نتيجه گرفته شد كه برهم كنش هاي نانولوله هاي چندديواره با بستر پليمر قوي تر است.

Single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were melt-blended with polyvinylidene fluoride (PVDF). FT-IR technique revealed that SWCNT has insignificant effect on the crystalline structure of PVDF and at 3wt% modification only 14% beta crystal is formed. This observation was accounted for by the chair structure of SWCNT. In MWCNT nancomposites it was found that at 3wt% modification 39% beta crystal is formed. Although equal in weight percentage, the number MWCNTs is less in the corresponding nanocomposites due to their multi-layer structure. This was attributed to the higher surface area and zigzag structure of the surface of MWCNT surface. This results in a typical crystal nucleation of polymer for nanotubes and promotion of beta phase formation. In agreement with FTIR measurements, the WXRD patterns of these nanocomposites did not show any significant difference compared to that of pure PVDF. In spite of smaller population of MWCNTs as compared with that of SWCNTs in nanocomposites, incorporation of MWCNTs, with the same weight percentage, augmented the rheological properties. This observation was attributed to stronger interactions between MWCNTʹs surface and PVDF segments.