Σύνθεση και μελέτη νανοσύνθετων υλικών συνδυοτακτικού πολυστυρενίου:
Creators: name: Νιανιάς, Νικόλαος Παύλου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Συνδυοτακτικό πολυστυρένιο
Νανοσύνθετα με ανάμιξη τήγματος
Νανοσωματίδια
νανοδιαμάντια, νανοσωλήνες άνθρακα, Αργύρου &amp; Χαλκού
Syndiotactic polystyrene
melt mixing nanocomposites
nanoparticles nanodiamonds, CNTs, Silver and Copper

description: Το συνδυοτακτικό πολυστυρένιο είναι ένα από τα πιο πρόσφατα πολυμερή. Λαμβάνεται κατά τον πολυμερισμό συναρμογής με καταλύτες μεταλλοκένια και ΜΑΟ. Σκοπός της εργασίας είναι η σύνθεση νανοσύνθετων υλικών με την τεχνική της εξώθησης τήγματος. Τα νανοσωματίδια που θα χρησιμοποιηθούν διαφέρουν ως προς το σχήμα τους, τον λόγο διαστάσεων και την χημική τους σύσταση, αυτά είναι: οι νανοσωλήνες άνθρακα πολλαπλών τοιχωμάτων, τα νανοδιαμάντια, τα νανοσωματίδια αργύρου και οι νανοίνες χαλκού. Θα αποτελούν το 3% κατά βάρος του υλικού. Η μελέτη των υλικών μας οδήγησε στα παρακάτω συμπεράσματα: Η διασπορά του νανοπροσθέτου με την χρήση σφαιρόμυλου είναι παραπάνω από ικανοποιητική και η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων πολύ σημαντική. Η θερμική επεξεργασία κατά την μορφοποίηση του τήγματος οδηγεί σε διαφορετικές κρυσταλλικές μορφές και τα νανοπρόσθετα λειτουργούν σαν πυρήνες ετερογενούς κρυστάλλωσης προκαλώντας την δημιουργία διαφορετικών απο τα καθαρό πολυμερές κρυσταλλικών μορφών. Η θερμική σταθερότητα των νανοσύνθετων υλικών αυξάνεται μεχρι και 20°C. H Tg μετατοπίζεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες εξαιτίας της πολύ καλής διασποράς και της αλληλεπίδρασης της ενεργής επιφάνειας των νανοπροσθέτων με την πολυμερική μήτρα. Τα νανοπρόσθετα προκαλούν γρηγορότερη κρυστάλλωση στο πολυμερές και εισάγουν νέες κρυσταλλικές μορφές. Φέρουν πολλαπλές κορυφές τήξης εξαιτίας των διαφορετικών μορφών των κρυστάλλων καθώς και μεγέθους-τελειότητας αυτών. Η μελλοντική μελέτη προτείνεται να εστιαστεί πάνω στην ηλεκτρική αγωγιμότητα των νανοσύνθετων υλικών συνδυοτακτικού πολυστυρενίου , καθώς και στον πολυμορφισμό που παρουσιάζει.
description: Τhere is an increasing interest in syndiotactic polystyrene because of its complex polymorphic behaviors and other advantageous properties, including rapid crystallization rate, high melting point, good electrical properties, good chemical resistance, and superior mechanical strength. Syndiotactic polystyrene is produced via polymerization with metallocene catalysts. In this paper we synthesize and study the properties of nanocomposites of syndiotactic polystyrene. Four sPS nanocomposites containing 3%wt different nanoparticles were prepared melt mixing in a Haake-Buchler Reomixer. The selection of the nanoparticles has been made as to use recent nanomaterials that have different shape, different aspect ratio and varied chemical composition, the selected nanoadditives are: multi wall carbon nanotubes, nanodiamonds, Silver nanoparticles and Copper nanofibres (the later were produced in our lab). From the study of the prepared nanocomposites we conclude that milling of the materials (using a planetary ball mill) prior to melt mixing has been very efficient in the dispersion of the nanoparticles in the polymer matrix. The dispersion and toughness of the nanoadditives has given very good mechanical properties to the nanocomposites. Conditions during the thermal processing of the materials can result in different crystal forms. Thermal stability of the nanocomposites is improved up to 20°C. Tg of the nanocomposites is increased due to the fact that the nanoparticles are well dispersed in the polymer matrix and interactions of their active surface with the sPS matrix are developed. Nanoparticles instigate faster crystallazation of syndiotactic polystyrene and they act as heterogenous nucleating agents inducing different or more crystal forms to the polymeric material. Multiple melting peaks are present in the materials of this paper. The different forms of the crystals in the nanocomposites’ matrix as well as the difference in the width and the perfection of the crystals are probably the reasons of the three noticed Tm of the nanocomposites. Future studies should be focussed on the electrical properties of sPS nanocomposites and the polymorphism of the sPS specially under microwave radiation. Nanoparticles fabricated in our lab are constantly tested to study the effect on sPS with very promising results.