Thermal and electrical transport in multi-walled carbon nanotubes

Yang, Daiqin; Wang, S.G.; Zhang, Q.; Sellin, P.J.; Chen, G.

doi:10.1016/j.physleta.2004.05.070

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“…Os nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) possuem características elétricas entre metal e semicondutor, apresentam módulo de elasticidade de 0,27-0,95 TPa, resistência à tração de 11-63 GPa e condutividade entre 200-3000 W/mK (MWCNTs isolados) [9][10][11] . A adição de CNTs em matrizes poliméricas permite melhorias nas suas propriedades mecânicas, térmicas, elétricas, entre outras [10][11][12] .…”

Section: Introductionunclassified

Otimização do processo de dispersão de nanotubos de carbono em poliuretano termorrígido

et al. 2016

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ResumoNeste trabalho foi desenvolvido um processo empregando misturador de alto cisalhamento e moinho de rolos para dispersar MWCNTs (multiwalled carbon nanotubes) puros e modificados em poliol visando a preparação de concentrados de 3% em massa. Condições otimizadas no trabalho permitiram a obtenção de suspensões com menor número e tamanho de agregados de MWCNTs. Compósitos contendo 0,5% em massa de MWCNTs foram preparados por diluição dos concentrados em poliol usando mistura mecânica seguida de cura. Resultados de microscopia indicaram que as melhores dispersões foram obtidas com os MWCNTs modificados, os quais permitiram um aumento na tensão na ruptura, no alongamento e uma melhor preservação da estabilidade térmica. Além disso, valores de condutividade elétrica sugerem que o compósito possa ser empregado para dissipação eletrostática. Dessa forma, os resultados obtidos demonstram que a modificação covalente da superfície dos MWCNTs e a utilização de estratégias eficientes de dispersão são essenciais para melhorar as propriedades finais dos nanocompósitos. Palavras-chave: dispersão de nanotubos de carbono, nanotubos de carbono modificados, propriedades mecânicas, poliuretano termorrígido elastomérico. AbstractA process employing high shear mixer and roll mill to disperse pristine and modified MWCNTs (multiwalled carbon nanotubes) in polyol was developed in order to prepare 3 wt% masterbatches. The optimum process conditions resulted in suspensions with smaller number and size of nanotube aggregates. Composites containing 0.5 wt% of MWCNTs were prepared by dilution of polyol masterbatches by simple mechanical mixing followed by cure. Microscopy data revealed better dispersion of modified carbon nanotubes in the polymer matrix, which promoted an increase in the tensile strength, elongation and a better preservation of thermal stability. Furthermore, electric conductivity values indicated that the composites can be used for electrostatic dissipation. These results demonstrate that the covalent modification of MWCNTs surface and the use of efficient dispersion strategies are essential to improve nanocomposites' final properties.

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Section: Introductionunclassified

Otimização do processo de dispersão de nanotubos de carbono em poliuretano termorrígido

et al. 2016

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“…For example, multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) are electrical conductors, with a Young's modulus ranging from 0.27 to 0.95 TPa and a tensile strength of 11-63 GPa (outermost layer). [1][2][3] However, due to their high aspect ratio and large amount of van der Waals interactions, CNTs tend to form large aggregates.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Thermosetting polyurethane‐multiwalled carbon nanotube composites: Thermomechanical properties and nanoindentation

Lopes

Castro

Seara

et al. 2014

J of Applied Polymer Sci

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In this study, composites based on a thermoset polyurethane elastomer (PU) and multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) in the case of a PU of high elastic modulus (>200 MPa) are analyzed for the first time. As-grown and modified nanotubes with 4 wt % of oxygenated functions (MWCNT-ox) were employed to compare their effect on composite properties and maxima mechanical properties (elastic modulus and tensile strength) were reached at 0.5 wt % of MWCNT-ox. Furthermore, by examining the morphology using optical and electron microscopies better dispersion and interaction of the nanotube-matrix was observed for this material. DMTA data supports the observation of an increase in the glass transition temperature of 20 C in the nanocomposites compared with the thermoset PU, which is an important result because it shows extended reliability in extreme environments. Finally, nanoindentation tests allowed a comparison with the conventional mechanical tests by measuring the elastic modulus and hardness at the subsurface of PU and the nanocomposites.

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“…Os MWCNT's (nanotubos de carbono de paredes múltiplas) possuem características elétricas entre metal e semicondutor, apresentam módulo de Young de 0,27-0,95 TPa, resistência à tração de 11-63 GPa e condutividade térmica entre 200-3000 W/mK (MWCNT isolados). [1][2][3] Adicionalmente, os NTC possuem alta flexibilidade, baixa densidade mássica e alta razão comprimento/diâmetro (tipicamente entre 300-1000).…”

Section: Introductionunclassified

Nanocompósitos de poliuretana termoplástica e nanotubos de carbono de paredes múltiplas para dissipação eletrostática

Lavall¹,

Sales²,

Borges³

et al. 2010

Quím. Nova

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Recebido em 9/3/09; aceito em 14/7/09; publicado na web em 27/11/09 THERMOPLASTIC POLYURETHANE AND MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES NANOCOMPOSITES FOR ELECTROSTATIC DISSIPATION. Polyurethane/multi-walled carbon nanotube (MWCNT) nanocomposites have been prepared with nanotube concentrations between 0.01 wt% and 1 wt%. MWCNT as-synthesized samples with ~74 nm diameter and ~7 mm length were introduced by solution processing in the polyurethane matrix. Scanning electron microscopy (SEM) images demonstrated good dispersion and adhesion of the CNTs to the polymeric matrix. The C=O stretching band showed evidence of perturbation of the hydrogen interaction between urethanic moieties in the nanocomposites as compared to pure TPU. Differential scanning calorimetry and positron anihilation lifetime spectroscopy measurements allowed the detection of glass transition displacement with carbon nanotube addition. Furthermore, the electrical conductivity of the nanocomposites was significantly increased with the addition of CNT.Keywords: thermoplastic polyurethane; carbon nanotube; nanocomposites. INTRODUÇÃOOs nanotubos de carbono (NTC) apresentam combinação única de propriedades mecânicas, elétricas e térmicas que os tornam excelentes candidatos para substituir ou complementar as cargas convencionais utilizadas no preparo de nanocompósitos poliméricos. Por exemplo, os nanotubos de carbono de parede única, denominados SWCNT da sigla em inglês, podem ser metálicos ou semicondutores, possuem módulo de Young entre 640 GPa-1TPa, resistência a tração de 150-180 GPa e condutividade térmica teórica de 6000 W/mK. Os MWCNT's (nanotubos de carbono de paredes múltiplas) possuem características elétricas entre metal e semicondutor, apresentam módulo de Young de 0,27-0,95 TPa, resistência à tração de 11-63 GPa e condutividade térmica entre 200-3000 W/mK (MWCNT isolados).1-3 Adicionalmente, os NTC possuem alta flexibilidade, baixa densidade mássica e alta razão comprimento/diâmetro (tipicamente entre 300-1000).A alta razão comprimento/diâmetro e o elevado número de interações de van der Waals entre os nanotubos de carbono levam à formação de agregados. O grande desafio no campo de nanocompósitos polímero/nanotubo de carbono é a dispersão dos nanotubos em tubos individuais (ou agregados de poucos tubos) nas matrizes poliméricas, 3,4 principalmente quando altas concentrações de nanotubos são empregadas.As poliuretanas (PU) são uma classe de materiais poliméricos com importância industrial significativa, por possuírem grande variedade de aplicações como espumas, adesivos, borrachas, entre outras. Uma PU típica é um polímero produzido por reação de poliadição de um isocianato (di ou polifuncional) com um poliol (polióis-poliéteres são os mais utilizados) e outros reagentes, principalmente agentes de cura ou extensores de cadeia. Na PU termoplástica (TPU), sem reticulação, os extensores de cadeia reagem com o di-isocianato para formar os segmentos rígidos. Os polióis dão origem aos segmentos flexíveis, que são geralmente incompatíveis com os segment...

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Thermal and electrical transport in multi-walled carbon nanotubes

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Otimização do processo de dispersão de nanotubos de carbono em poliuretano termorrígido

Otimização do processo de dispersão de nanotubos de carbono em poliuretano termorrígido

Thermosetting polyurethane‐multiwalled carbon nanotube composites: Thermomechanical properties and nanoindentation

Nanocompósitos de poliuretana termoplástica e nanotubos de carbono de paredes múltiplas para dissipação eletrostática

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