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Chemical functionalization of carbon nanotubes (CNT) with nucleophiles requires introduction of electrophilic reactive sites on the CNTs. This can, for instance, be accomplished by the chemical bromination procedure with elemental bromine and a set of Lewis acids (BBr3, BF3 × Et2O, AlBr3, FeBr3, ZnBr2, TiBr4, SiBr4, SnBr4, VBr3) or a radical starter like dibenzoylperoxide (DBPO) in appropriate solvents at varied temperature. The present approach to electrophilic sites relies on the well-known electrophilic aromatic substitution or addition of bromine with aromatic structural units. In addition to the use of bromine, the introduction of haloalkyl groups was also investigated here using bis-electrophiles or haloalcohols and Brønsted acids. The advantages and drawbacks of the studied reaction conditions, the obtained degree of bromination as analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and the amount of introduced bromine that can be substituted by a nucleophile are presented and discussed.
Epoxy/Carbon nanotube (CNT) composites are interesting materials that could be used in a wide variety of applications. In this study, CNT contents of 0.25, 0.5, 1 and 2 wt% were used for reinforcing epoxy. A nanoindentation device and a temperature regulating system were developed in order to investigate the effect of CNTs on the time-dependent properties of epoxy using relaxations and creep tests on the nano scale. The relaxation tests showed a significant shift for the relaxation spectrum towards shorter times with introducing a low CNT content of 0.25 wt%. Additionally, creep tests showed that both the holding time at a constant load and the unloading velocity have a major effect on the contact stiffness. However, there was no effect for the CNTs on the creep behavior with contents lower than 1 wt%, which was related to the presence of a percolation threshold around this value.
Durch das Füllen von Polymeren mit Nanopartikeln oder Nanoröhren werden verbesserte Materialeigenschaften z.B. bezüglich mechanischer Stabilität, Witterungsbeständigkeit, elektrischer Leitfähigkeit und Flammschutz angestrebt. Mit dem vermehrten Einsatz derartiger Nanokomposite gewinnen aber auch Fragen des Umwelt- und Gesundheitsschutzes an Bedeutung. Es gilt zu klären, ob durch Herstellung, Benutzung und Witterungsbeanspruchung möglichweise nanoskalige Partikel freigesetzt werden können. Zu diesem Zweck wurden mit Kohlenstoffnanoröhren, Carbon Nanotubes (CNT), gefüllte Polymerkomposite spektral breitbandig wie auch quasimonochromatisch unter variierter klimatischer Beanspruchung bestrahlt. Die sich vor allem an der Oberfläche mit der Alterung abzeichnenden Veränderungen wurden mikroskopisch und spektroskopisch charakterisiert.
The polymer chemical structure of the polyimide has a major influence on the tribological behaviour. The addition of graphite in PI2 has a beneficial effect in hydrogen on the friction and wear. The low friction of graphite is associated with a lubricant film in hydrogen. The influence of hydrogen on graphite is more effective than humidity. CNTs have a similar effect to that of graphite in PEEK composites. TiO2 particles improve significantly the wear rate both in vacuum and hydrogen environment. In LH2 friction and wear decrease for unfilled polymers. Friction of graphite filled composites increases slightly and wear rate is stable.
Genormte künstliche Bewitterungstests sind häufig nicht spezifisch für die Anwendungssituation oder das Material. Das macht die Entwicklung spezifischer Tests erforderlich. Für deren Entwicklung müssen Maximalparameter der Anwendungssituation bekannt sein, womit dann der künstliche Test formuliert wird und dessen Bedingungen werden dann solange optimiert, bis die Korrelation der Effekte von natürlichem und künstlichem Test ausreichend ist.
Für Untersuchungen der Freisetzung kann der verbleibende Rest in der Probe und/oder die freigesetzte Menge in Luft, Boden, Wasser bestimmt werden.
Im ersten Beispiel der Witterungswirkung wurde die Freisetzung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) aus Polymer-Kompositen untersucht (unter Verwendung von empfindlich-nachweisbarer radioaktiver 14C-Markierung für einzelne CNT-Partikel), in einem zweiten die Freisetzung von anorganischen und organischen Bestandteilen aus elastomeren Bestandteilen von Sportböden (Bahnen und Kunstrasen) in Wasser.