Characterization of the State of Dispersion of Carbon Nanotubes in Polymer Nanocomposites

Es wird ein praxisnaher Überblick über die Möglichkeiten und Grenzen der Charakterisierung der Dispersionsgüte von Carbon Nanotubes (CNTs, deutsch: Kohlenstoffnanoröhren) in polymerbasierten Nanokompositen gegeben. Die wichtigsten und am besten verfügbaren Methoden werden anwendungsorientiert vorgestellt. Einen Schwerpunkt bildet die quantitative Charakterisierung des Dispersionsgrads in festen Proben mittels mikroskopischer Methoden, wie Licht‐ oder Transmissions‐Elektronenmikroskopie. Für Dispersionen von CNTs in wässrigen Medien, Lösungsmitteln oder Monomeren wird die Sedimentationsanalyse vorgestellt, die Aussagen zum Dispergierzustand und zur Dispergierbarkeit von CNTs zulässt. Als indirekte Methoden werden elektrische Leitfähigkeitsmessungen, rheologische Untersuchungen, dynamische Differenzkalorimetrie und mechanische Tests diskutiert. A practical overview of possibilities and limits to characterize the state of dispersion of carbon nanotubes (CNT) in polymer based nanocomposites is given. The most important and widely available methods are discussed with practical employment in mind. One focus is the quantitative characterization of the state of dispersion in solid samples using microscopy techniques such as optical microscopy or transmission electron microscopy. For dispersions of CNTs in aqueous media, solvents or monomers a sedimentation analysis is presented. This way dispersability and dispersion state of CNTs can be assessed. Indirect methods such as electrical conductivity measurements and rheological tests, dynamic differential scanning calorimetry and mechanical test are discussed.