НЕІЗОТЕРМІЧНА КРИСТАЛІЗАЦІЯ ПОЛІМЕРНИХ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ ПОЛІКАРБОНАТУ, НАПОВНЕНОГО ВУГЛЕЦЕВИМИ НАНОТРУБКАМИ
DOI:
https://doi.org/10.34132/mspc2025.01.14.25Ключові слова:
nanocomposite materials, carbon nanotubes, experimental studies, specific heat of crystallizationАнотація
Стаття присвячена теоретичним та експериментальним дослідженням залежності теплоти кристалізації полімерних нанокомпозитів від таких факторів, як масова частка наповнювача та швидкість охолодження композитів з розплаву. Релаксацію ентальпії в циклах охолодження відстежували за допомогою термомодульованого ДСК (Perkin Elmer DSC-2, модернізований і оснащений програмним забезпеченням для обробки сигналів фірми IFA GmbH, Ульм). Кожен зразок спочатку «перегрівали» на ~ 25 К вище видимої температури плавлення ПП (Tm ≈ 490 К), витримували протягом 3 хв. і охолоджували в стандартному режимі ДСК до ~ 360 К при одній з шести доступних постійних швидкостей охолодження q¯ (від 20 К/хв до 1 К/хв). Проведено дослідження неізотермічної кристалізації полікарбонату та нанокомпозитів, що містять від 0 до 5 мас.ч. вуглецевих нанотрубок. Встановлено, що значення теплоти кристалізації нанокомпозитів суттєво зменшується зі збільшенням швидкості їх охолодження та збільшенням масової частки наповнювача. Показано, що кристалізація для полімерних нанокомпозитів має припущення про суперпозицію внутрішньовенного початкового (безперешкодного) і вторинного (обмеженого) механізмів кристалоутворення відповідно.
Посилання
Privalko,V. P., Kawai,T., Lipalov,Y. S.: Crystallization of filled nylon 6 III. Non-isothermal crystallization. Colloid and Polymer Science 257 (10), 1042–1048 (1979).
Wunderlich, B.: Thermodynamics and kinetics of crystallization of flexible molecules. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 46 (24), 2647–2659 (2008).
Gao, Q., Jian, Z., Xu, J., Zhu, M., Chang, F., Han, A.: Crystallization kinetics of the Cu50Zr50 metallic glass under isothermal conditions. Journal of Solid State Chemistry 244, 116–119 (2016).
Rasana, N., Jayanarayanan, K., Pegoretti, A.: Non-isothermal crystallization kinetics of polypropylene/short glass fibre/multiwalled carbon nanotube composites. RSC Advances 8 (68), 39127–39139 (2018).
Roushan, A. H., Omrani, A.: Non-isothermal crystallization of NaX nanocrystals/poly (vinyl alcohol) nanocomposite. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 144(6) (2020).
De Melo, C.C.N., Beatrice, C.A.G., Pessan, L.A., Oliveira, A.D., Machado, F.M.: Analysis of nonisothermal crystallization kinetics of graphene oxide - reinforced polyamide 6 nanocomposites. Thermochimica Acta 667, 111–121 (2018).
Montanheiro, T. L., Menezes, B.R.C., Montagna, L.S., Beatrice, C. A. G., Marini, J., Lemes, A.P., Thim, G.P.: Non-Isothermal Crystallization Kinetics of Injection Grade PHBV and PHBV/Carbon Nanotubes Nanocomposites Using Isoconversional Method. Journal of Composites Science 4 (2), 52 (2020).
Menezes, B., Campos, T., Montanheiro, T., Ribas, R., Cividanes, L., Thim, G.: Non-Isothermal Crystallization Kinetic of Polyethylene/Carbon Nanotubes Nanocomposites Using an Isoconversional Method. Journal of Composites Science 3 (1), 21 (2019).
Mata-Padilla, J.M., Ávila-Orta, C.A., Almendárez-Camarillo, A., Martínez-Colunga, J.G., Hernández-Hernández, E., Cruz-Delgado,V.J., et. al.: Non-isothermal crystallization behavior of isotactic polypropylene/copper nanocomposites. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 143(57), (2020).
Privalko, V.P., Dinzhos, R.V., Privalko, E.G.: Enthalpy relaxation in the cooling/heating cycles of polypropylene/ organosilica nanocomposites I: Non-isothermal crystallization Thermochimica Acta 432(1), 76-82 (2005).
Privalko, V.P., Dinzhos, R.V., Privalko, E.G.: Enthalpy relaxation in the cooling/heating cycles of polyamide 6/ organoclay nanocomposites. II. Melting behavior. Journal of Macromolecular Science - Physics 44 (4), 431-443 (2005).
Dinzhos, R.V., Privalko, E.G., Privalko, V.P.: Enthalpy relaxation in the cooling/heating cycles of polyamide 6/ organoclay nanocomposites. I. Nonisothermal crystallization. Journal of Macromolecular Science - Physics 44 (4), 421-430 (2005).
Privalko, V.P., Dinzhos, R.V., Privalko, E.G.: Enthalpy relaxation in the cooling/heating cycles of polypropylene/ organosilica nanocomposites II. Melting behavior. Thermochimica Acta 428(1-2), 31-39 (2005).
Privalko, V.P., Dinzhos, R.V., Privalko, E.G.: Melting behavior of the nonisothermally crystallized polypropylene/organosilica nanocomposite. Journal of Macromolecular Science - Physics 43 (5), 979-988 (2004).
Privalko, V.P., Dinzhos, R.V., Rekhteta, N.A., Calleja, F.J.B.: Structure-diamagnetic susceptibility correlations in regular alternating terpolymers of ethene and propene with carbon monoxide. Journal of Macromolecular Science - Physics 42 (5), 929-938 (2003).
Alekseev, O.M., Alekseev, S.O., Bulavin, L.A., Lazarenko, M.M., Maiko, O.M.: Phase transitions in chain molecular polycrystals of 1-octаdecene. Ukr. J. Phys. 53, 882 (2008).
