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Date
2021-04-14Author
Rodrigues, Murilo Álison VigilatoHorn, Marilia MartaMartins, Virginia da Conceição AmaroPlepis, Ana Maria de GuzziSubject
540 Chemistry Kohlenstoff-NanoröhreChitosanNanokompositFüllstoffOberflächeThermodynamische EigenschaftThermomechanische EigenschaftMetadata
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Aufsatz
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES). Grant Number: 001; FAPESP. Grant Number: 2010/19417-0
Single-wall carbon nanotubes-chitosan nanocomposites: Surface wettability, mechanical and thermal properties
(Einwand-Kohlenstoffnanoröhren-Chitosan-Nanokomposite: Benetzbarkeit der Oberflächen, mechanische und thermodynamische Eigenschaften)
Abstract
Functionalized single-wall carbon nanotubes (f-SWCN) are dispersed in chitosan films by self-assembly of both components in aqueous media. This carbon form is a promising nanofiller to achieve nanocomposites with refined thermal, mechanical and surface features. In this study, we investigated the influence of functionalized single-wall carbon nanotubes concentration on the resulting properties of the nanocomposites structures. Functionalized single-wall carbon nanotubes are dispersed on a molecular scale in the polymeric matrix due to electrostatic interactions between both components. The thermal and mechanical properties have been characterized by thermogravimetric analysis and dynamic mechanical analysis, respectively, while their wettability is studied by water contact angle measurements. Mechanical resistance of the films is improved up to 18 % with the addition of functionalized single-wall carbon nanotubes, but the thermal stability is expressively reduced. A decrease in the surface hydrophobicity of 25 % is obtained after the inclusion of the nanofiller.
Funktionalisierte Einwand-Kohlenstoffnanoröhren (f-SCWN) bilden mit Chitosan-Filmen eine Dispersion in wässrigen Lösungen. Diese Form des Kohlenstoffs ist ein vielversprechender Kandidat für Nanokomposite mit verbesserten Oberflächen-, thermodynamischen und mechanischen Eigenschaften. In dieser Studie wurde der Einfluss der funktionalisierten Einwand-Kohlenstoffnanoröhren-Konzentrationen auf die resultierenden Eigenschaften der Nanokomposit-Strukturen untersucht. Aufgrund der elektrostatischen Kräfte zwischen dem Chitosan-Film und den funktionalisierten Einwand-Kohlenstoffnanoröhren werden letztere in der Polymer-Matrix auf dem molekularen Level gelöst. Die resultierenden thermischen und mechanischen Eigenschaften wurden mittels thermogravimetrischer und dynamischer mechanischer Analysen untersucht, wohingegen die Benetzbarkeit der Oberfläche mit Kontaktwinkel-Untersuchungen ermittelt wurde. Der mechanische Widerstand der Filme wird durch Zugabe von funktionalisierten Einwand-Kohlenstoffnanoröhren um bis zu 18 % verbessert, die thermische Stabilität wird jedoch stark verringert. Nach dem Einschluss des Nanofüllstoffes wird eine Abnahme der Oberflächenhydrophobie von 25 % beobachtet.
Citation
In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik = Materials Science & Engineering Technology Volume 52 / Issue 4 (2021-04-14) , S. 400-408 ; eissn:1521-4052Sponsorship
Gefördert im Rahmen des Projekts DEALCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES). Grant Number: 001; FAPESP. Grant Number: 2010/19417-0
Citation
@article{doi:10.17170/kobra-202110084856,
author={Rodrigues, Murilo Álison Vigilato and Horn, Marilia Marta and Martins, Virginia da Conceição Amaro and Plepis, Ana Maria de Guzzi},
title={Single-wall carbon nanotubes-chitosan nanocomposites: Surface wettability, mechanical and thermal properties},
journal={Materialwissenschaft und Werkstofftechnik = Materials Science & Engineering Technology},
year={2021}
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2021-11-08T12:19:33Z 2021-11-08T12:19:33Z 2021-04-14 doi:10.17170/kobra-202110084856 http://hdl.handle.net/123456789/13366 Gefördert im Rahmen des Projekts DEAL Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES). Grant Number: 001; FAPESP. Grant Number: 2010/19417-0 eng Namensnennung-Nicht-kommerziell 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ chitosan carbon nanotubes nanocomposites nanofiller films 540 Single-wall carbon nanotubes-chitosan nanocomposites: Surface wettability, mechanical and thermal properties Aufsatz Functionalized single-wall carbon nanotubes (f-SWCN) are dispersed in chitosan films by self-assembly of both components in aqueous media. This carbon form is a promising nanofiller to achieve nanocomposites with refined thermal, mechanical and surface features. In this study, we investigated the influence of functionalized single-wall carbon nanotubes concentration on the resulting properties of the nanocomposites structures. Functionalized single-wall carbon nanotubes are dispersed on a molecular scale in the polymeric matrix due to electrostatic interactions between both components. The thermal and mechanical properties have been characterized by thermogravimetric analysis and dynamic mechanical analysis, respectively, while their wettability is studied by water contact angle measurements. Mechanical resistance of the films is improved up to 18 % with the addition of functionalized single-wall carbon nanotubes, but the thermal stability is expressively reduced. A decrease in the surface hydrophobicity of 25 % is obtained after the inclusion of the nanofiller. Funktionalisierte Einwand-Kohlenstoffnanoröhren (f-SCWN) bilden mit Chitosan-Filmen eine Dispersion in wässrigen Lösungen. Diese Form des Kohlenstoffs ist ein vielversprechender Kandidat für Nanokomposite mit verbesserten Oberflächen-, thermodynamischen und mechanischen Eigenschaften. In dieser Studie wurde der Einfluss der funktionalisierten Einwand-Kohlenstoffnanoröhren-Konzentrationen auf die resultierenden Eigenschaften der Nanokomposit-Strukturen untersucht. Aufgrund der elektrostatischen Kräfte zwischen dem Chitosan-Film und den funktionalisierten Einwand-Kohlenstoffnanoröhren werden letztere in der Polymer-Matrix auf dem molekularen Level gelöst. Die resultierenden thermischen und mechanischen Eigenschaften wurden mittels thermogravimetrischer und dynamischer mechanischer Analysen untersucht, wohingegen die Benetzbarkeit der Oberfläche mit Kontaktwinkel-Untersuchungen ermittelt wurde. Der mechanische Widerstand der Filme wird durch Zugabe von funktionalisierten Einwand-Kohlenstoffnanoröhren um bis zu 18 % verbessert, die thermische Stabilität wird jedoch stark verringert. Nach dem Einschluss des Nanofüllstoffes wird eine Abnahme der Oberflächenhydrophobie von 25 % beobachtet. open access Einwand-Kohlenstoffnanoröhren-Chitosan-Nanokomposite: Benetzbarkeit der Oberflächen, mechanische und thermodynamische Eigenschaften Rodrigues, Murilo Álison Vigilato Horn, Marilia Marta Martins, Virginia da Conceição Amaro Plepis, Ana Maria de Guzzi doi:10.1002/mawe.202000300 Grant Number: 001; Grant Number: 2010/19417-0 Kohlenstoff-Nanoröhre Chitosan Nanokomposit Füllstoff Oberfläche Thermodynamische Eigenschaft Thermomechanische Eigenschaft publishedVersion eissn:1521-4052 Issue 4 Materialwissenschaft und Werkstofftechnik = Materials Science & Engineering Technology 400-408 Volume 52 false
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