تولید فیبر نانولوله های کربنی به روش ریسندگی مرطوب و بررسی خواص فیزیکی آن ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران چکیده

3 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

در این تحقیق فیبرهای کامپوزیتی پلی وینیل الکل- نانولوله‌های کربنی چند‌جداره (PVA/MWCNT) به‌روش ریسندگی مرطوب تولید شده‌اند. به این منظور ابتدا نانولوله‌های کربنی با استفاده از سورفکتانت SDS در آب پخش شدند. با استفاده از آنالیز UV-vis میزان پخش نانولوله‌های کربنی در آب بررسی گردید و سپس این محلول به‌طور همگن در محلول آبیPVA مخلوط شد. جهت تولید فیبر، این محلول در پلی‌وینیل‌الکل(PVA) و سولفات سدیم(4SO2Na) به‌عنوان حمام انعقادی ساکن تزریق گردیدند. فیبرهای بدست آمده دارای قطری یکنواخت و همگن بودند که می‌توانستند به‌طور نامحدود ریسیده شوند. خواص ساختاری فیبرها به‌کمک SEM و همچنین استحکام آنها توسط دستگاه اینستروم مطالعه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Production of CNTs fibers by wet spinning method and investigation of their physical properties

نویسندگان [English]

  • Mansour Farbod 1
  • Sanaz bigdeli 2
  • Abdol Mohammad Ghalambor Dezfuli 3
1 Department of Physics, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Department of Physics, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Department of Physics, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

In this work PVA / MWCNT composite fibers were produced by a wet spinning method. In order to fabricate the fibers, first carbon nanotubes were dispersed in deionized water using sodium dodecyl sulfate (SDS) surfactant. Using UV-vis analysis, the highly dispersion of carbon nanotubes was confirmed. Such solution was mixed homogenously in an aqueous solution of PVA and then was injected into PVA and Na2SO4 static coagulation baths. The resulting fibers were uniform and homogeneous in diameter and could be spun out indefinitely. The structure of the fibers was syudied by SEM and their strength was investigated using an Instrom tensile tester.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbon nanotube
  • sodium dodecyl sulfate
  • poly (vinyl alcohol)
  • sodium sulfate
  • fiber
  • wet spinning
[1] K.Varshney, Carbon nanotubes: A reviw on synthesis, properties and applications, International journal of engineering research and general science 1 (2014) 2091.

[2] P. Giryong, Y. Jung, G.W. Lee, J.P. Hinestroza, Y. Jeong, carbon nanotube/poly (vinyl alcohol) fibers with a sheath-core structure prepraded by wet spinning Fibers and Polymers 13 (2012) 874.

[3] A. Wang, spinning methods for carbon nanotube fibers in the Department of Mechanical and Materials Engineering of the College of Engineering and Applied ScienceMarch (2014).

[4] J. Park, K.H. Lee, Carbon nanotube yarns Korean Journal of Chemical Engineering 29 (2012) 227.

[5] Y-L. Li, I a. Kinloch, AH.Windle, Direct spinning of carbon nanotube fibers from chemical vapor deposition synthesis Science 304 (2004) 276.

[6] M. Zhang, K. Atkinson, R. Baughman, Multifunctional carbon nanotube yarns by downsizing an ancient tecnology Science 306 (2004) 1358.

[7] X. Lepro, M.D. Lima, R.H. Baughman, Spinnable carbon nanotube forests grown on thin, flexible metallic substrates Carbon 48 (2010) 3621.

[8] H. Choo, Y. Jung, Y. Jeong, H.C. Kim, B.Cheol Ku, Fabrication and Applications of Carbon Nanotube Fibers Carbon Letters 13 (2012) 191.

[9] Ya-Li Li, I.A. Kinloch, A.H. Windle, Direct Spinning of Carbon Nanotube Fibers from Chemical Vapor Deposition Synthesis, Science 304, (2004) 276.

[10] S. Jestin, P. Poulin, wet spinning of CNT-based fibers Nanotube Superfiber Materials (2014) 167.  

[11] R.H. Baughman, Putting a New Spin on Carbon Nanotubes, Science 290 (2000) 1310.

[12] B. Vigolo, Macroscopic Fibers and Ribbons of Oriented Carbon Nanotubes, Science 290 (2000) 1331.

[13] W. Zhou, Single wall carbon nanotube fibers extruded from super-acid suspensions: Preferred orientation, electrical, and thermal transport Journal of Applied Physics, 95 (2004) 649.

[14] S. Zhang, K. Koziol, I.A. Kinloch, A.H. Windle, Macroscopic fibers of well-alinged carbon nanotubes by wet spinning  Small 4 (2008) 1217.

[15] J. Yu, N. Grossiord, C. Koning, J. Loos, Controlling the dispersion of multi-wall carbon nanotubes in aqueous surfactant solution Carbon 45 (2007) 618.

[16] C. Mercader, V. Denis-Lutard, S. Jestin, M. Maugey, A. Derre´, C. Zakri, P. Poulin, Scalable Process for the Spinning of PVA–Carbon Nanotube Composite Fibers, Journal of Applied Polymer Science 125 (2012) E191.