Styrene-acrylate/carbon nanotube nanocomposites: mechanical, thermal, and electrical properties/Stureen-akrulaat-/susiniknanotorudega nanokomposiidid: mehaanilised, termilised ja elektrilised omadused

Styrene-acrylonitrile copolymer (SAN) and multi-walled carbon nanotube (CNT) nanocomposites were prepared by solution casting from aqueous solution. The composites were prepared with different CNT concentrations. CNTs significantly affected mechanical properties of the obtained materials. The elastic modulus and ultimate strength of the composite films were improved though ultimate elongation reduced by increasing the CNT content. Apart from studying stress-strain characteristics, some calorimetric investigations were carried out to explain the specific deformation behaviour from the structure viewpoint. Dielectric measurements indicated an increase in AC conductivity and dielectric permittivity already at a small CNT addition. Key words: styrene-acrylonitrile copolymer, carbon nanotubes, mechanical properties, electrical properties. Susiniknanotorudest (CNT) armatuuri ja polumeerse maatriksiga nanokomposiitidel on erilisi omadusi, mis muudavad need mitmete eriotstarbeliste materjalisusteemide jaoks ideaalseks valikuks. Susiniknanotorude lisamisega komposiitidele on nende mehaanilised, elektrilised ja termilised omadused paranenud. On teada, et susiniknanotorudel on vaga korge Youngi moodul--kuni 1 TPa--ja tombetugevus ulatub 10-200 GPa. Need omadused voimaldaksid kergeid, suure elastsusega ja vaga tugevaid susiniknanotorusid laialdaselt komposiitides armatuurina kasutada. CNT-/polumeernanokomposiitide arengut takistavaks asjaoluks on CNT piisava dispersiooni puudumine polumeeri maatriksis. On teada, et mehaaniliste omaduste parandamine on piiratud polumeeri maatriksi ja CNT faasi halva segunemise tottu. CNT hajutatuse parandamiseks on erinevaid viise: in situ polumerisatsioon, ultraheli ja lahustiga valamine, lateksi kontsept jne. Nende tehnoloogiate abil on CNT-sid kasutatud termoplastsete ja reaktoplastsete polumeeride maatriksis. Palju vahem on kasutust uuritud sellistes polumeerides, nagu poluvinuulatsetaat (PVAC), stureen-akrulonitriilkopolumeer (SAN) ja poluvinuulalkohol (PVA). On teada elektriliste ja mehaaniliste omaduste paranemisest CNT-ga nanokomposiitides. Artikli autorite labi viidud uuringus on tutvustatud lihtsat meetodit SAN-i/CNT komposiitkilede ettevalmistuseks. Segu valmistati lihtsal lahusvalumeetodil, kasutades vesilahust. Hea CNT dispersiooni saamiseks kasutati intensiivset ultraheliga segamist. Komposiidist katsekehad valmistati erineva CNT kontsentratsiooniga. Leiti, et "puhta" SAN-i materjaliga vorreldes paranesid oluliselt materj