Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky."— Transkript prezentace:

1 Polymerní nanomateriály P319

2 Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky

3 Uhlíkatá vlákna Mechanické vlastnosti - dle stupně uspořádání (s teplotou konečné přípravy roste uspořádanost, stoupá youngův modul pružnosti, tepelná i elektrická vodivost, klesá pevnost v tahu) Hlavní prekurzory pro výrobu: PAN dehet, smola, hedvábí http://www.kth.se/che/kemi2011/2.27954/mataug-1.191518

4 Uhlíkatá vlákna deformac e http://cs.wikipedia.org/wiki/Modul_pru%C5%BEnosti_v_tahu Youngův modul pružnosti (Hookeův zákon) napětí http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=ktn&NM=107

5 Uhlíkatá vlákna Podle Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9 Základní dělení do 3 typů: Typ I - HM vlákna (High Modulus) Vysoký stupeň orientace grafenových vrstev podél osy vláken Vlastnosti některých HM vláken: Typ II - HS vlákna (High Strenght) Spíše náhodná orientace vrstev Vlastnosti některých HS vláken: Typ III - IM vlákna (Intermediate) Přechodový typ SurovinaVláknoVýrobceE [Gpa]σ [GPa]ρ [g.cm -3 ] SmolaP-100Amoco7242,242,15 SmolaE-105DuPont7243,312,17 PANGY-70BASF/Celion5171,861,96 SurovinaVláknoVýrobceE [Gpa]σ [GPa]ρ [g.cm -3 ] PANAS-4Herkules2313,641,80 PANT-40Amoco2903,451,78 PANT-1000Amoco200-300až 71,75 M. Shioya, M. Nakatani, Composites Science and Technology 60 (2000) 219-229.

6 Uhlíkatá vlákna Výroba Výrobní postupy melt spinning (vytlačování z taveniny) wet spinning (mokré zvlákňování) dry spinning (suché zvlákňování) Podle prekurzoru a cílových vlastností a struktury je zvolena metoda

7 Uhlíkatá vlákna Výroba PAN – stabilizace Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9 PAN – wet spinning

8 Uhlíkatá vlákna Výroba M. Shioya, M. Nakatani, Composites Science and Technology 60 (2000) 219-229.. Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9

9 Uhlíkatá vlákna Výroba D.D.Edie, Carbon 39 (1998) 345-362.. Smola, mezofáze – melt spinning Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9

10 Nanotubulární uhlík Poprvé popsán v r. 1991 (Iijima, Nature 354, p.56-58) - nalezen na povrchu uhlíkových elektrod po elektrickém výboji Trubička z uhlíkových atomů s průměrem v řádu nm. - SWNT (single wall nano tube) - MWNT (multiwall nano tube). http://coecs.ou.edu/Brian.P.Grady/nanotube.html Z.Weiss et al. Nanostruktura uhlíkatých materiálů (2005) ISBN 80-7329-083-9

11 Nanotubulární uhlík. http://www.asdn.net/asdn/nano4kids/nanotube.shtml http://www.gtresearchnews.gatech.edu/newsrel ease/gecko-feet.htm070821081446.htm http://www.sciencedaily.com/releases/2007/08/0 70821081446.htm http://www.diytrade.com/china/pd/2441687 /Carbon_Nanotubes.html

12 Nanotubulární uhlík. Vysoká pevnost v tahu (SWNT cca 60GPa) http://students.chem.tue.nl/ifp03/synthesis.html Předpokládané mechanismy růstu CNT http://www.asdn.net/asdn/nano4kids/nanotube.shtml

13 Nanotubulární uhlík Syntéza. Prekurzory v pevném nebo plynném stavu Pevný prekurzor - obloukový výboj, laserová ablace, solární pec Plynný prekurzor - CVD (Chemical vapor deposition) - použití plazmatu, katalyzátorů a) pevný katalyzátor + plynný prekurzor b) plynný katalyzátor + plynný prekurzor Čištění Ohřev v oxidační atmosféře - hoření hlavně uhlíkatých částic - zbudou CNT Oxidace v silných kyselinách Rozpuštění v polární kapalině - centrifugace

14 Plazmatické modifikace povrchů. - Interakce povrchu s plazmatem - Hydrofilizace, hydrofobizace, adheze - Způsoby realizace modifikace plazmatem

15 Plazmatické modifikace povrchů. - čištění - leptání - sesíťování povrchu polymerů - tvorba radikálů na povrchu - vytváření nových funkčních skupin - iontová implantace - ohřev http://theses.ulaval.ca/archimede/fichiers/24189/ch02.html

16 Plazmatické modifikace povrchů *) http://theses.ulaval.ca/archimede/fichiers/24189/ch02.html E i ionizační energie, E a průměrná energie na vytvoření iont-elektronového páru. Podle **) Energie vazeb podle *) **) H.Biederman, Y. Osada, Fundamentals in Plasma Chemistry (Chap.3) in: Plasma polymerization processes, Amsterdam – London – New York – Tokyo 1992, ISBN: 0 444 88724 5 Rozdělení energií elektronů v doutnavém výboji. Podle *)

17 Plazmatické modifikace povrchů. Reakce na površích v kontaktu s plazmatem (uzemněné či „floating“ povrchy) Ionty: - ionizace, excitace, fragmentace adsorbovaných molekul. - tvorba povrchových defektů - čištění - při velkém toku iontů – ohřev substrátu – potřeba chlazení - ne odprašování (sputtering) – nedostatečná energie dopadajících částic Elektrony: - ionizace, excitace, fragmentace adsorbovaných molekul - elektrony stimulovaná desorpce/adsorpce - při velkém toku elektronů – ohřev substrátu H.Biederman, Y. Osada, Fundamentals in Plasma Chemistry (Chap.3) in: Plasma polymerization processes, Amsterdam – London – New York – Tokyo 1992, ISBN: 0 444 88724 5

18 Měření kontaktního úhlu. Kapková metoda Vlivy: - morfologie povrchu - chemie povrchu Wenzel Cassie-Baxter Heterogenní povrch Modely: Homogenní povrch http://en.wikipedia.org/wiki/Wettinghttp://www.imel.demokritos.gr/projects/desiredrop/

19 Hydrofilní / hydrofobní skupiny Méně smáčivé -CH 3 -CH 2 -CH 2 - -CF 3 -atd. http://cs.wikipedia.org/wiki/Mýdlo Více smáčivé -OH -COO - -Al n (OH) m -SiO 2 -dusík obsahující skupiny -atd. (zpravidla polární)

20 Hydrofilní, hydrofobní povrchy. Hydrofobní CH 3 CF 2 CHF 2 OH C=O OH C=O COOH CF 3 CF 2 Hydrofilní http://wewanttolearn.wordpress.com/2011/09/21/the-lotus-effect/

21 Plazmatické modifikace povrchů Parallel plate electrode reactor PS - to power supply, C - cooling, W - window, P - to pumps, M - monomer, Sh - shutter, S - substrate Tubular reactor (glass or silica deposition system) Ar-argon, M - monomer, S1,S2, P - pumps Plasma tužka (plasma jet) V.I.Gibalov, G.J.Pietsch, Plasma Sources Sci. Technol. 21 (2012), doi:10.1088/0963-0252/21/2/024010 Doutnavý výboj Dielektrický bariérový výboj

22 Plazmatické modifikace povrchů. Aplikace: - Automobilový průmysl - Elektronika (mobilní telefony) - Modifikace tkanin - Samočistící povrchy - Biokompatibilní povrchy - Potravinářský průmysl (barvení) H.Biederman, Y. Osada, Fundamentals in Plasma Chemistry (Chap.3) in: Plasma polymerization processes, Amsterdam – London – New York – Tokyo 1992, ISBN: 0 444 88724 5


Stáhnout ppt "Polymerní nanomateriály P319. Zač je toho uhlík pokračování - grafit - diamant - fullereny, fullerity, fulleridy - uhlíkatá vlákna - nanotrubičky."

Podobné prezentace


Reklamy Google