Radiation modification of polyvinyl chloride nanocomposites with multi-walled carbon nanotubes

The influence of high‐energy electron irradiation (Ee = 1.8 MeV) on the structure and the vibration properties of multi‐walled carbon nanotubes (MWCNTs) in a width range of absorption doses (3–10) MGy were investigated by means of X‐ray diffraction and Raman spectroscopy. It has been observed that t...

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Veröffentlicht in:Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2010-08, Vol.41 (8), p.675-681
Hauptverfasser: Ritter, U., Scharff, P., Pinchuk, T.M., Dmytrenko, O.P., Bulavin, L.A., Kulish, M.P., Prylutskyy, Y. I., Zabolotnyy, M.A., Grabovsky, Y. E., Bilyy, M.M., Rugal, A.G., Shut, A.M., Shlapatska, V.V.
Format: Artikel
Sprache:eng
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Beschreibung
Zusammenfassung:The influence of high‐energy electron irradiation (Ee = 1.8 MeV) on the structure and the vibration properties of multi‐walled carbon nanotubes (MWCNTs) in a width range of absorption doses (3–10) MGy were investigated by means of X‐ray diffraction and Raman spectroscopy. It has been observed that the radiation promotes the weakness of the interlayer interactions as well as the damage of the cross‐linking along a radial direction, due to occurrence of the sp3‐hybridized states. The filling of polyvinyl chloride (PVC) by nanotubes, in low content (0.2 and 0.5 wt%), leads to an amplification of the microhardness. This can be attributed to the existence of donor‐acceptor interactions between polymeric macromolecules and nanotubes, which promotes a reduction of infringements in the conjugation chain of the polyene consistencies. However, the corresponding Raman spectrum cannot explain such enhancement of the microhardness. Der Einfluss von hochenergetischer Elektronenbestrahlung (Ee = 1.8 MeV) auf die Struktur und die Schwingungseigenschaften von Multiwalled Carbon Nanotubes (MWCNT) wurde untersucht. In einem breiten Spektrum der Absorptionsdosen (3–10 MGy) wurde der Einfluss durch Röntgendiffraktometrie und Ramanspektroskopie verfolgt. Es wurde beobachtet, dass der Bestrahlungsprozess zu einer Schwächung der Schichtwechselwirkung führt und zu einer Zerstörung der Vernetzung in der radialen Richtung durch das verstärkte Auftreten von sp3 hybridisierten Zuständen. Die Füllung von Polyvinylchlorid (PVC) mit Carbon Nanotubes, mit einem niedrigen Füllungsgrad (0,2 und 0,5 Masse‐%) führt zu einer deutlichen Verstärkung der Mikrohärte. Diese Zunahme kann durch das Auftreten von Donor‐Akzeptor Wechselwirkungen zwischen den Polymermakromolekülen und den Nanotubes erklärt werden, da diese eine Verringerung der Störungen in den konjugierten Ketten der Polyene anregen. Die gemessenen Ramanspektren können eine solche Erhöhung der Mikrohärte allein nicht erklären.
ISSN:0933-5137
1521-4052
DOI:10.1002/mawe.201000556