Модификация полиамидных волокон при помощи введения графена и углеродных нанотрубок

Для модификации полимеров и изменения механических, электрических и оптических свойств в их состав вводят наноуглеродные материалы, такие как графен или углеродные нанотрубки. Для того чтобы перевести полимеры в класс проводящих материалов достаточно ввести и его состав углеродных нанотрубок в объеме, примерно 1% от массы полимера. Этот эффект обуславливается большей проводимостью и большим аспектным отношением углеродных нанотрубок, благодаря этому перенос заряда проходит уже при небольших содержаниях углеродных нанотрубок.

В этом, очень перспективном направлении проводят исследования большое количество лабораторий по всему миру. Но значительных успехов пока никто не достиг, это связанно с тем, что очень трудно решить проблему механического соединения поверхности графена или углеродных нанотрубок и полимерной матрицы.

Однако совсем недавно группа швейцарских специалистов провела ряд исследований, которые показали, что помимо механизма изменения механических свойств полимерных материалов из-за введения в их состав наноуглеродных частиц. Так же был определен косвенный механизм, который связан с увеличением степени кристаллизации полимеров в результате внедрения наноуглеродных частиц.

Этот композитный материал при помощи обычного способа свивали в волокна при температуре 200 - 220 градусов. Полученные образцы волокон были исследованы при помощи оптического микроскопа, электронного микроскопа и рентгеновского дифрактометра. Так же было использовано стандартное оборудование, используемое при механических испытаниях.

По результатам испытаний модифицированные волокна показали четырехкратное увеличение механической прочности. Хотя наноуглеродных частиц в полимер было введено менее 1% от объема.