ساخت و مشخصه یابی نانوکامپوزیت کربن نانو تیوب-پلی آمید6 به روش پلیمریزاسیون وسازگاری درجا

از مهمترین انواع نایلون ها، پلی آمید 6 می باشد. پلی آمید 6 پلیمری قطبی است که قسمت اصلی و مهم زنجیرهای این پلیمر از گروه های آمیدی تشکیل شده است. این پلیمر یک پلیمر گرمانرم می باشد که به عنوان یک پلاستیک مهندسی استفاده می شود. پلی آمید 6 یک پلیمر نیمه بلوری است که ساختار بلوری آن ها از دو فاز ? و ? تشکیل شده است. فاز ? از نظر ترمودینامیکی پایدارتر از فاز ? می باشد. یکی از بهترین روش های ساخت پلی آمید 6، پلیمریزاسیون حلقه گشای آنیونی ?-کاپرولاکتام می باشد که سرعت این واکنش بالا است و توزیع وزن مولکولی پلیمر حاصل از این روش باریک می باشد. پلی-آمید 6 کاربردهای فراوانی دارد، یکی از کاربردهای این پلیمر انتقال مواد اشتعال زای غیرقطبی می باشد، به دلیل این که نایلون 6 پلیمری نارسانا است، تجمع بار الکتریکی روی سطح آن می تواند باعث آتش سوزی شود. برای حل این مشکل می توان از نانولوله های کربنی استفاده کرد. نانولوله های کربنی از لوله ای کردن صفحات گرافین حاصل می شوند. مدول نانولوله های کربنی حدود gpa 1000 و هدایت الکتریکی آن ها 104 تاs/m 107 می باشد. نیروی الکترواستاتیک بین ذرات نانولوله های کربنی باعث تجمع آن ها می شود. این مواد دارای هیبریداسیون sp2 می باشند که این موضوع باعث می شود نانولوله های کربنی در راستای طولی ، هادی جریان الکتریکی باشند این در حالی است که این مواد در جهت قطرشان نارسانا می باشند. در صورت اصلاح مناسب نانولوله ها افزایش خلوص این مواد و همچنین پخش بهتر نانولوله های کربنی درون ماتریس پلیمری را خواهیم داشت. بهبود کلیه خواص در صورتی امکان پذیر می باشد که توزیع مناسبی از نانولوله های کربنی درون ماتریس پلیمری داشته باشیم. در طی فرایند اصلاح نانولوله های کربنی می بایست کمترین نقص روی سطح نانولوله ها ایجاد شود. برای تولید نانوکامپوزیت نایلون 6- نانولوله های کربنی سه روش وجود دارد که شامل روش محلولی، اختلاط مذاب و پلیمریزاسیون درجا می باشد. در روش محلولی در زمان تبخیر حلال نانولوله های کربنی تجمع پیدا می کنند و در روش اختلاط مذاب به دلیل ویسکوزیته بالا پخش مناسبی از نانولوله ها درون ماتریس پلیمری نخواهیم داشت. در بین این سه روش، روش پلیمریزاسیون درجا به دلیل برهمکنش بالای بین نانولوله ها و ماتریس پلیمری از همه بهتر می باشد از مزایای دیگر این روش می توان به سرعت واکنش بالا و توزیع وزن مولکولی باریک تر این روش اشاره کرد. در سال های اخیر کامپوزیت هایی که در آن ها از نانولوله های کربنی برای بهبود هدایت الکتریکی استفاده شده است مورد توجه قرار گرفته اند. آستانه نفوذپذیری وابسته به نوع پلیمر، روش ساخت نانوکامپوزیت و نوع نانولوله مورد استفاده بین 001/0 تا 10 درصد وزنی گزارش شده است. هدف از این پروژه ساخت نانوکامپوزیت نایلون 6- نانولوله های کربنی به روش پلیمریزاسیون درجا به منظور پخش مناسب نانولوله درون ماتریس پلیمری و افزایش هدایت الکتریکی نایلون 6 می باشد که برای رسیدن به این هدف عامل دار کردن نانولوله های کربنی با کمترین نقص روی سطح نانولوله ها لازم می باشد. نتایج تست sem نشان داد نانولوله های کربوکسیله توزیع بهتری درون ماتریس پلیمری دارند این درحالی است که نانولوله های tdi شده به دلیل ایجاد واکنش بین گروه ایزوسیانات روی نانولوله ها با پلی آمید متصل به نانولوله ها توزیع مناسبی از نانولوله ها درون ماتریس پلیمری دیده نمی شود. بهترین خواص الکتریکی در نمونه nc-0.125 مشاهده شد، به دلیل اینکه در این شرایط بهترین توزیع نانولوله ها را درون ماتریس نایلون 6 حاصل می شود. با اضافه کردن نانولوله ها به ماتریس نایلون 6 ، tc به دمای بالاتر منتقل می شود و پیک بلورینگی فاز ? حذف می شود.