SYNTHESIS OF CARBON NANOTUBES BY ORIFICE-CHEMICAL VAPOR DEPOSITION REACTOR AND APPLICATIONS IN STYRENE POLYMERIZATION AND NANOCOMPOSITES

No Thumbnail Available
Date
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
تم تصميم وتصنيع جيل جديد من مفاعلات ترسيب البخار الكيميائي المحفزة محليا في قسم الهندسة الكيميائية، وقد اطلق عليه اسم مفاعل ترسيب البخار الكيميائي ذي الفوهة الضيقة، وذلك لانتاج أنابيب كربون نانوية متعددة الطبقات متراصة بشكل جيد وذات نسبة طولية عالية. تم تغيير عوامل التفاعل مثل درجة الحرارة والزمن وتدفق الهيدروجين وتدفق الهيدروكربون وقطر الفوهة وذلك لدراسة تأثيرها ولإيجاد العوامل الأمثل لإنتاج أنابيب الكربون النانوية متعددة الطبقات عالية الجودة وذات نسبة طولية مرتفعة. تم انتاج أنابيب الكربون النانوية متعددة الطبقات ذات نقاوة تصل إلى 97,6% وذات نسبة طولية مرتفعة (طولها 1 ملم تقريبا) عند تدفق هيدروجين مقداره 240 مل/د، تدفق الأستيلين 155 مل/د، قطر الفوهة 6 ملم، درجة حرارة التفاعل 800 درجة مئوية وزمن التفاعل 30 دقيقة. كان معدل الإنتاج 1,9 جم/س وبتكلفة مقدارها 6 دولارات للجرام فقط. تم توصيف أنابيب الكربون النانوية المنتجة باستخدام مجهر المسح الإلكتروني ومجهر النفاذ الإلكتروني والتحليل الحراري الوزني. تم تعديل أنابيب الكربون النانوية بواسطة مجموعات وظيفية مختلفة مثل مجموعة الكاربوكسيل، ومجموعة الدوديسيل امين، ومجموعة الفينول، ومجموعة الأوكتاديكانول وذلك لتحسين انتشار أنابيب الكربون النانوية في محلول مونمر الستيرين خلال عملية البلمرة. أنابيب الكربون النانوية الغير معدلة والمعدلة بواسطة مجموعة الأمين ومجموعة الكاربوكسيل أظهرت انخفاضا واضحا في نسبة تحول مونمر الستيرين إلى بوليستيرين على درجة حرارة 115 درجة مئوية، مما يشير إلى أنها مرشحة لتكون مواد جيدة في منع البلمرة من خلال إضافتها إلى محلول مونمر الستيرين. وأفضلها في منع البلمرة كان أنابيب الكربون النانوية مع مجموعة الأمين. تم تحضير مركبات نانوية من البوليستيرين/أنابيب الكربون النانوية بعملية البلمرة الحرارية الآنية بدون إضافة أي مادة محرضة على البلمرة وبإضافة نسب وزنية مختلفة من انابيب الكربون النانوية. تمت دراسات الخصائص الحرارية والميكانيكة والريولوجية للمركبات النانوية. أظهرت اختبارات الشد أن إضافة 5% من أنابيب الكربون المعدلة بالكاربوكسيل أدت إلى زيادة في معامل يونغ بنسبة 68%. أظهرت قياسات المسح المسعر التفاضلي إنخفاضا في درجة حرارة الإنتقال الزجاجي. الدراسات الريولوجية التي تمت على درجة حرارة 190 درجة مئوية أظهرت زيادة في لزوجة البوليستيرين عند إضافة انابيب الكربون الغير معدلة، بينما عملت انابيب الكربون المعدلة كملدنات عند إضافتها بنسب قليلة. التحليل الوزني الحراري أظهر أن إضافة انابيب الكربون النانوية للبوليستيرين حسنت الصفات الحرارية للبوليمر. وأخيرا تم عمل دراسة مقارنة بين أنابيب الكربون القصيرة وتلك الطويلة التي أنتجناها لمعرفة تأثير زيادة النسبة الطولية على الخصائص الميكانيكة لمركبات البوليستيرين النانوية.
Description
Keywords
Citation
Collections