Effects of functionalized carbon nanotubes with surfactants on the mechanical and thermal properties of High Density Polyethylene (HDPE)nanocomposites. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS thesis) MS_Thesis_-_Ahmad_Adewunmi.pdf - Accepted Version Download (6MB) | Preview

Arabic Abstract

تم استخدام الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر منذ اكتشافها في تطبيقات البوليمرات وذلك لزيادة خصائصها الفيزيائية لتكون مواد ذات مواصفات وجودة عالية جداً. في هذه الدراسة تم خلط الانابيب الكربونية المتناهية الصغر عند نسب وزنية مختلفه (1-5 wt %) باستخدام طريقة الخلاط الميكانيكي. عملية خلط الانابيب الكربونية المتناهية الصغر بإستخدام طريقة الخلط الميكانيكي تمت أيضاً بإستخدام أنواع مختلفة من الأنابيب الكربونية مثل (CNTS-COOH ، CNTS-C18 و CNTS-Phenol). تم تحليل أسطح الانابيب الكربونية و المواد الكيميائية المطعمة على سطحها بإستخدام جهازي FTIR و SEM. تم تحسين الخصائص الميكانيكية للخلط النانوي للأنابيب الكربونية المتناهية الصغر المطعمة والغير مطعمة مع البولي ايثلين العالي الكثافة. في حين لا يوجد تأثير كبير لهذه الأنابيب على الخصائص الحرارية للخلط النانوني. بالإضافة إلى ذلك هناك تحسن واضح في درجة البلورية عند خلط 1 wt % من الانابيب الكربونية المطعمة والغير مطعمة وينقص هذا التأثر بزيادة نسبة الانابيب الكربونية أعلى من 1 . wt % أما من الناحية الريولوجية فإنه ظهر واضحاً أن اللزوجة انخفضت عند إضافة 1 wt % من الأنابيب الكربونية إلى البولي ايثلين عالي الكثافة. بالعكس من ذلك فإن زيادة واضحة في خاصية التخزين ظهرت عند إضافة هذه الأنابيب إلى البولي إيثلين.

English Abstract

Multiwalled carbon nanotubes (CNTs) have been used with polymers from date of their inception to make composites having remarkable properties and materials. In this work, the nanocomposites were prepared by blending the CNTs with high density polyethylene (HDPE) using brabender mixing machine at various loadings (1 wt%, 3 wt%, and 5 wt%). The blending was repeated for the surfactants (CNTs/COOH, CNTs/C18, and CNTs/PHENOL). The surface morphology of CNTs and their functional groups were characterized using Fourier Transform Infrared (FTIR) and Scanning Electron Microscopy (SEM). A significant improvement on mechanical properties of HDPE/CNTs nanocomposites were observed by increasing the loading of raw and functionalized CNTs. From thermal analysis study, it was found that the melting and crystallization temperatures of the composites are slightly affected by the addition of raw and functionalized CNTs. However, clear enhancements on the degree of crystallization of the nanocompopsites by adding 1 wt% of CNTs while further increase in the amounts of raw and functionalized CNTs caused a clear reduction in the degree of crystallization. From rheological characterization, the complex viscosity (η') was lowered at 1wt% loading and increased with addition of raw and functionalized CNTs. Likewise, the storage modulus (G') was found to be increased in all the nanocomposites with the increasing in the CNTs contents. The corresponding increase in the loss moduli (G'') in all HDPE nanocomposites is much lower than for the storage moduli and there is no evidence for the formation of a plateau.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Atieh, Muataz Ali
Committee Members:	Al Juhani, Abdulhadi and Laoui, Tahar and Sougrat, Rachid
Depositing User:	Ahmad Adewunmi (g200901690)
Date Deposited:	14 Jan 2012 08:52
Last Modified:	01 Nov 2019 15:30
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138554