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增强的热物理性质的多孔聚合物复合膜由声波降解法gydF4y2Ba

Debashis熊猫gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,桑杰库马尔溃败gydF4y2Ba2gydF4y2Ba*gydF4y2Ba和Payodhar PadhigydF4y2Ba1gydF4y2Ba

1gydF4y2Ba研究和发展中心,高科技医学院和医院,布巴内斯瓦尔,印度OdishagydF4y2Ba

2gydF4y2Ba化学系,上科学和技术研究所布巴内斯瓦尔,印度OdishagydF4y2Ba

*通讯作者:gydF4y2Ba
桑杰库马尔溃败gydF4y2Ba
化学系gydF4y2Ba
上科技学院gydF4y2Ba
科技园区,Jatni Odisha,印度gydF4y2Ba
电话:gydF4y2Ba+ 09438453824gydF4y2Ba
电子邮件:gydF4y2Basanjay.tulu@gmail.comgydF4y2Ba

收到的日期gydF4y2Ba:01/03/2018;gydF4y2Ba接受日期:gydF4y2Ba28/03/2018;gydF4y2Ba发布日期gydF4y2Ba:07/04/2018gydF4y2Ba

DOI: 10.4172 / 2321 - 6212.1000216gydF4y2Ba

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文摘gydF4y2Ba

系统优化实验设计是开门活性炭的浓度的影响,在热物理特性(孔隙度、热降解)的多孔聚合物复合膜(PPCF)。在这项研究中,线性低密度聚乙烯(LLDPE)拿出来和电影级用于合成PPCF通过cavitationassisted凝固路线不同wt %的活性炭(AC)聚合物矩阵。空化效应是由水浴超声发生器受到特定频率和声波降解法。捏造的平板PPCF特点是利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、示差热分析(DTA)、热重分析(TGA)和Brunauer-Emmett-Teller(打赌)分析建立填料浓度之间的相关性及其结构、形态和热属性。在两个不同等级矩阵材料(拿出来和电影),转筒式年级LLDPE不适合PPCF制作,因为它显示了城市群,而低活性炭浓度(5 wt %)显示一个更好的结果在电影等级与保角覆盖。活化能随填料浓度增大而减小。声波降解法有助于de-agglomeration,均匀分散在矩阵填充减少平均孔隙直径从0.26μm LLDPEF 2.2和lldpe 2.2到0.15μm(42.3%)和0.54 1.02μmμm(47.05%)以及增强在孔隙度分别为48.5%和13.84%。除了气体分离/传感、催化、能源储存、光子学,这些捏造PPCF可以用作微穿孔吸声板。gydF4y2Ba

关键字gydF4y2Ba

活性炭、均匀性、声波降解法LLDPE、DTA、TGA、多孔gydF4y2Ba聚合物gydF4y2Ba复合膜gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

多孔聚合物复合膜(PPCF)近年来广泛关注由于其独特的和多样化的应用等各领域gydF4y2Ba光子学gydF4y2Ba、气体分离/传感、催化、能量存储、生物医学和组织工程gydF4y2Ba1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。特别是,多孔聚合物复合膜组成的碳质填料如活性炭、石墨烯和碳纳米管有巨大的实用程序由于其热化学稳定性,优越的耐化学性和优良的热/导电性[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。等制造技术相分离,直接发泡乳液模板,聚合物泡沫复制,浸没沉淀,涡流法、浸渍涂敷和固化处理开发多孔聚合物薄膜(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。“呼吸”是另一个众所周知的方法制备多孔聚合物薄膜表面凝结的水蒸气有机聚合物溶剂解决方案(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。通常,浸没沉淀方法用于制备有机多孔聚合物膜。然而,在制造过程中,这些方法需要精确控制处理环境。有时这些方法不经济适用gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]。腾et al。gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)的多孔聚合物复合薄膜用氯仿溶液聚(3-hexylthiophene) (P3HT)和(6,6)-phenyl-C61-butyricacid-methyl-ester (PCBM)通过冷冻干燥方法研究其润湿性和粘附行为。郭et al。gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]合成多孔聚苯乙烯/聚(乙烯基吡咯烷酮)(PS / PVP)电影,通过浸涂过程相分离,为抗反射的应用程序。盛田昭夫et al。gydF4y2Ba14gydF4y2Ba捏造一个多孔复合膜的结合聚吡咯(PPy)粉末多孔聚丙烯薄膜,可以用来控制离子渗透率。多孔聚合物复合膜所需的任何财产或任何复合结构取决于填料浓度等各种因素,在分散均匀,表面能,当然其孔隙度。确实非常描述性审查论文可在开放文学侧重于聚合物基复合材料的合成和利用各种应用程序包括机械、电气、医疗等。gydF4y2Ba15gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。值得注意的是,这两种聚合物之间的兼容性的控制阶段和均匀分散的填料在化学合成矩阵是非常困难,尤其是在解决方案处理方法(gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。事实上,任何聚合物基复合材料的最重要的参数是最佳的组合分离粒子的表面张力最大色散(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。由于颗粒间的范德墙力诱导填料/聚合物溶液中,填料的集聚gydF4y2Ba材料gydF4y2Ba矩阵是经常。因此,凝聚粒子的分散在液体中媒体需要足够的力量打破粒子之间的债券。一般来说,搅拌发现最好的适合更好的分散填料矩阵。风潮是由剪切混合、回流、磁性搅拌或最常见的超声破碎法gydF4y2Ba19gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。研究人员还试图提高填料之间的界面的粘附和矩阵引入官能团为填料的表面(如。NH3集团)或surfactanttreatment或等离子治疗(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba,gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]。杨et al。gydF4y2Ba21gydF4y2Ba)发现,超声波可以有效的解决方案来抵消结块的问题。瞬态声空化、声流负责炼油微结构,脱气的液体溶剂和填充材料的色散矩阵。在空化过程中,声波传播通过液体媒体通过产生交流高压(压缩)和低压(稀疏)。在低压循环成泡沫,获得它的最大大小,然后崩溃在高压循环暴力。因此,激波产生的峰值速度有助于打破聚集和分散颗粒间的范德瓦耳斯键(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]。在聚合阶段,空化引起加剧聚合或通过分散聚合解聚反应或永久分解的化学键gydF4y2Ba24gydF4y2Ba,gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。此外,还观察到空化有助于增加多孔膜的渗透率,因为体积传质膜的振动中任何液体媒体(gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba27gydF4y2Ba]。火腿等。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba)使用简单灵巧的声波降解法方法来制造宏观多孔聚合物薄膜的暂时稳定的油包水乳液。李等人。gydF4y2Ba28gydF4y2Ba)报道称,影片的孔隙大小可以控制通过简单地改变前体溶液的浓度随着衬底表面的高分子链的长度。通过增加的浓度polystyrenegrafted氧化石墨烯分散,他们能够降低影片的孔隙大小从4比1μm。Overvelde et al。gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba]裁剪弹性结构的孔隙形状(基于软硅胶橡胶)理论和实验手段来实现所需的机械性能如横向收缩和压实软新类的发展,活跃和可重构装置在一个广泛的长度尺度。作者报道,较小的孔隙度值结构将负责宏观不稳定结果有限的压实和更高的孔隙度值使材料在机械负荷脆弱。除了机电应用,PPCF一直作为吸声材料。当声压波即。,called sound wave interact on a solid structure, it dissipates the energy through flexing of the solid frame. If the solid surface is non-porous, incident energy reflects back to the environment and get lost. However, porosity in the material increases the number of total internal reflection leads to huge energy losses due to friction and material suitable for absorbing source [30.gydF4y2Ba]。事实上,通过毛孔开放,更有助于在这些材料吸声。从今以后,多孔材料已经收到巨大的关注作为一个消声器由于蛀牙/通道/间隙的存在。最近的研究主要集中在不同材料的形态属性,如聚氨酯和泡沫提高声学性能(例如,振动和声学衰减)gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]。杨et al。gydF4y2Ba33gydF4y2Ba)相关多层粘弹性复合材料的吸声特性与不同的接口形状。阿里纳斯et al。gydF4y2Ba34gydF4y2Ba)报道,微穿孔板作为最佳吸声材料现在一天由于统一的穿孔,使足够的移动的空气分子之间的摩擦和内部孔隙表面,由于声学能量转换成热能。Sakagami et al。gydF4y2Ba35gydF4y2Ba)做了一个实验研究在不同的微穿孔板与不同穿孔的大小找到最好的消声器的价值。然而,我们所知,很少有研究对利用疏水性的LLDPE多孔聚合物复合膜的微穿孔板声(gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

目前的研究是基于一个gydF4y2Ba沟通gydF4y2Ba新方法;这里采用的技术非常简单,环境友好。这是清洁的方法的过程不污染环境,涉及有毒排放;进一步的多孔聚合物复合膜(PPCF)捏造经济为不同的技术应用。未来方面本研究可以包括适当的利用聚乙烯和炭黑(环境废物的副产品)的制造不同类型的PPCF,可能发挥关键作用的固体废物管理环境,造福社会。在这个工作中,线性低密度聚乙烯(LLDPE)的电影以及拿年级年级选为矩阵和活性炭不同重量%作为填料在合成的多孔聚合物复合薄膜。当前实验建立了填料浓度之间的相关性结构,形态和热PPCF和论证了声波降解法对孔隙度的影响发展。虽然吸音实验还没有完成,我们的研究结果提供了充分验证的适用性捏造PPCF可能作为吸声材料发展中微穿孔声音面板。gydF4y2Ba

材料和方法gydF4y2Ba

材料gydF4y2Ba

线性低密度聚乙烯(LLDPE)电影(密度= 0.918 g / cc)和拿成绩(密度= 0.946克/ cc)请中央研究所提供的塑料gydF4y2Ba工程gydF4y2Ba和技术(CIPET)布巴内斯瓦尔,印度Odisha作为连续相。Darco类型的商业活性炭(AC)被选为无机填充剂从西格玛奥德里奇购买(纯度> 99%)。苯酚是来自英国费舍尔科学有限公司购买;用作溶剂。超声波浴(Bandelin-Germany使模型:rk - 100 h)作为超声波发生器产生超声波35赫兹的频率。自制的矩形派热克斯玻璃模具(尺寸= 100×50毫米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)随着电影铸刀用于薄膜的制备。gydF4y2Ba

制备多孔聚合物复合薄膜gydF4y2Ba

material-sciences-illustrationgydF4y2Ba

图1:gydF4y2Ba示意图说明PPCF的准备。gydF4y2Ba

图1gydF4y2Ba显示,制备PPCF的示意图。详细过程如下所示。gydF4y2Ba

•2 g的LLDPE颗粒不同等级(电影和转筒式)融化在烤箱120°C /分钟1 h。为了消除水分含量,填充材料(AC)脱水温度大约130°C /分钟在真空炉一段8 h。gydF4y2Ba

•不同的wt %(5%, 10%,和15%)活性炭(填充分数)20毫升的混合酚(溶剂)100毫升烧杯。组成的悬浮液通过考虑重量百分比表示(wt %)的AC填料对总溶质质量(填充+矩阵)中列出gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba。重量%计算交流equation.1中提到的gydF4y2Ba

表1。gydF4y2Ba填充分数(wt %)在LLDPE PPCF(电影等级和拿年级)。gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(1)gydF4y2Ba

•随后,剧烈搅拌融化的聚合物的混合物AC和苯酚紧随其后进行超声分散在水浴超声发生器为0.5 h。声波降解法是在炎热条件下(平均温度为120°C)。gydF4y2Ba

•那么热解决方案被注入模子玻璃压扁的帮助下铸造刀紧随其后。的电影是在室温下干燥6 h。后产生的电影受到了煅烧温度高达130°C 3 h在惰性气氛缓慢升温速率(1°C /分钟)。gydF4y2Ba

•PPCF LLDPE的电影制作的年级和拿年级分别被表示为LLDPEF和LLDPE。gydF4y2Ba

示例代码gydF4y2Ba Wt的填料(通用)gydF4y2Ba Wt的聚乙烯(通用)gydF4y2Ba 填充分数(平均wt %)gydF4y2Ba
低密度聚乙烯(F / R) 2.2gydF4y2Ba 0.2gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba
低密度聚乙烯(F / R) 2.3gydF4y2Ba 0.3gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba
低密度聚乙烯(F / R) 3.2gydF4y2Ba 0.2gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

结构属性(表面积、孔隙体积、孔隙大小)的填料(AC)测定使用Quantachrome Autosorb iQ2自动气体吸附系统。表面gydF4y2Ba形态gydF4y2Ba的作品使用场发射扫描电子显微镜检查PPCF配备能量色散x射线能谱(FESEM模型蔡司EM910)在15千伏的电压。gydF4y2Ba

进行了热重研究矫正性大动脉转位(TGA)分析的热稳定性和退化行为PPCF使用梅特勒-托利多TGA / SDTA851热分析仪。样本被转移到室温的TG锅,加热到800°C加热速度5°C /分钟。减肥,减肥的速度(壳体= dW / dT)在相应的温度记录。gydF4y2Ba

之前和之后的孔隙大小分布PPCF显微图像的空化是通过仔细分析检查通过ImageJ自由软件。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

结构表征活性炭填料gydF4y2Ba

活性炭粉样品疏散8 h 130°C的温度前NgydF4y2Ba2gydF4y2Ba吸附,而NgydF4y2Ba2gydF4y2Ba吸附测量为-196.15°C。Brunauer-Emmett-Teller(打赌)gydF4y2Ba表面gydF4y2Ba地区使用数据计算获得吸附在相对压力(p / p0)从0.05到0.30不等。除了以上,孔隙大小估计使用非本地密度泛函理论(NLDFT)和孔隙体积计算吸附量的NgydF4y2Ba2gydF4y2Ba在p / pgydF4y2Ba0gydF4y2Ba= 0.99分别使用单点吸附方法。gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba代表填充材料的物理化学性质。活性炭的孔隙大小属于介孔范围。很明显,高表面积活性炭适合PPCF制作。gydF4y2Ba

表2。gydF4y2Ba活性炭的物理化学性质。gydF4y2Ba

样本gydF4y2Ba 表面积(mgydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba 孔隙体积(cmgydF4y2Ba3gydF4y2BaggydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba 孔隙大小(A)gydF4y2Ba
DarcogydF4y2Ba 979年gydF4y2Ba 0.51gydF4y2Ba 21.01gydF4y2Ba

对其的PPCFgydF4y2Ba

的表面和横截面FESEM图像LLDPEPPCF电影拿年级前后声波降解法所示gydF4y2Ba图2 a-2f, 2gydF4y2Ba1gydF4y2Ba2 fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba3 a-3f, 3gydF4y2Ba1gydF4y2Ba3 fgydF4y2Ba1gydF4y2Ba分别。映像是在一个名义上的放大范围15 k到80 k。很明显,LLDPE填料添加5%的电影级显示了LLDPE的均匀分布的碳支持相比更高wt % (10、15)。然而,随着填料浓度的增加,集聚效应的速率增加电影等级和拿成绩。此外,集聚效应很重要在转筒式年级相比电影年级表示gydF4y2Ba图3 c-3fgydF4y2Ba。声波降解法强烈影响其峰值功率和数量的样本,冲击波生成在声波降解法可以很容易地传播通过低密度液体相比更高。因此较小的样本的重量(AC +重量的LLDPE)的重量显示发音正形报道相比更高的重量(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。除了de-agglomeration,声波降解法有助于增加毛孔的机动性,今后更大的孔隙减少和新的连续小孔隙生成,发生由于孔隙度增加。大孔隙中生成PPCF可能是结的几个裂缝或由于空气泡沫破灭在煅烧(gydF4y2Ba37gydF4y2Ba]。可以看出,大型裂谷出席的LLDPEF 2.2之前声波降解法变得消失之后0.5 h声波降解法和小螺纹孔生成gydF4y2Ba(图2 bgydF4y2Ba1gydF4y2Ba和2 dgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba,一个更强大的对augumenting渗透率和孔隙度的影响。超声空化的影响在小孔隙形成LLDPEF 2.2 PPCF表示gydF4y2Ba图2 a、2 b、2 agydF4y2Ba1gydF4y2Ba和2 bgydF4y2Ba1gydF4y2Ba分别。gydF4y2Ba

material-sciences-cross-sectionalgydF4y2Ba

图2:gydF4y2BaFESEM表面图像的LLDPE薄膜级PPCF前(左)和后(右)与横断面图像插入声波降解法:(a, b)的表面图像LLDPEF 2.2和(agydF4y2Ba1gydF4y2BabgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)相应的横断面图像;(c, d)表面的图像LLDPEF 2.3和(cgydF4y2Ba1gydF4y2BadgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)相应的横断面图像;(e, f)的表面图像LLDPEF 3.2和(egydF4y2Ba1gydF4y2BafgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)相应的横断面图像。gydF4y2Ba

material-sciences-surfacegydF4y2Ba

图3:gydF4y2BaFESEM表面图像的LLDPE拿年级PPCF前(左)和后(右)与横断面图像插入声波降解法:(a, b)的表面图像LLDPE 2.2和(a1, b1)相应的横断面图像;(c, d)表面的图像lldpe 2.3和(cgydF4y2Ba1gydF4y2BadgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)相应的横断面图像;3.2 (e, f)的表面图像lldpe和(egydF4y2Ba1gydF4y2BafgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)相应的十字形截面图像。gydF4y2Ba

同样,能量色散x射线能谱(EDS)做了定性比较揭示的任何元素成分的变化前后PPCF声波降解法。随着碳的主要元素是PPCF,信号的峰值强度对应于碳,不改变之前和之后注明从声波降解法gydF4y2Ba图4 a和4 bgydF4y2Ba分别。gydF4y2Ba

material-sciences-sonicationgydF4y2Ba

图4:gydF4y2Ba选择EDS 2.2 (a) LLDPEF之前声波降解法和(b) LLDPEF 2.2之后声波降解法。gydF4y2Ba

PPCF孔隙大小分布gydF4y2Ba

统计孔隙大小分布用于解释孔隙密度、孔隙度和成核的新孔的均匀区域PPCF前后0.5 h的声波降解法。孔隙大小分布分析主要考虑PPCF“均匀”部分的表面,不表现出较大的孔隙或裂缝。孔隙是假定为圆形,从彼此孤立。刃型位错效应被忽视。孔隙密度计算的数量除以标注单位面积上的毛孔,而孔隙度是除以总多孔表面图像的面积相应的电影。计算孔隙频率是气孔的数量的比率之间的孔隙半径r和r + i (i = 0.5μm临时孔隙之间的差距)孔隙的总数。的理论计算孔隙属性(早些时候报道gydF4y2Ba37gydF4y2Ba]。孔隙大小的变化主要是由于起沫的本质以及泡沫的可能性聚结(gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]。孔隙密度,孔隙率和平均孔径的两种类型PPCF (2.2 2.2 LLDPEF, lldpe)前后声波降解法给出了gydF4y2Ba表3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

表3。gydF4y2Ba孔隙大小分布的PPCF (lldpe 2.2和2.2 lldpe)。gydF4y2Ba

LLDPEF 2.2gydF4y2Ba lldpe 2.2gydF4y2Ba
之前gydF4y2Ba 后gydF4y2Ba 之前gydF4y2Ba 后gydF4y2Ba
孔隙密度(104米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba 0.053±0.30gydF4y2Ba 0.064±0.20gydF4y2Ba 0.013±0.50gydF4y2Ba 0.060±0.80gydF4y2Ba
平均孔隙直径(µm)gydF4y2Ba 0.26±0.27gydF4y2Ba 0.15±0.11gydF4y2Ba 1.02±1.13gydF4y2Ba 0.54±0.21gydF4y2Ba
孔隙度(%)gydF4y2Ba 7.79±0.15gydF4y2Ba 11.57±0.20gydF4y2Ba 9.03±0.20gydF4y2Ba 10.28±0.60gydF4y2Ba

选中的区域集中在这两个电影几乎是相似的。很明显,声波降解法后,这两种情况下的平均孔隙直径降低40 - 50%之间;然而,有一个孔隙密度和孔隙度增加到17 - 83%由于小孔的一代的数字。这些变化表明空化后孔隙度的性质这两个电影。此外,为了概括毛孔形成的数量,相对频率之间的图绘制和孔隙直径表示gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba。孔隙大小分布大大受空化的影响。LLDPEF 2.2和2.2 lldpe,更大的毛孔躺在0.5和1.2之间μm直径分别降至0.15μm和0.54μm。结果,均匀性较小的孔隙(0.05≈1μm之间大小不同)变得更频繁的在这两种情况下。然而,结果是更加明显在电影年级年级拿相比。这表明由于空化效应,新小毛孔的成核可能产生更多的复合材料具有较小的分子量。水力空化的一个重要的角色在减少孔隙大小甚至粒度由许多研究人员(之前报道gydF4y2Ba39gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba41gydF4y2Ba]。减少孔隙尺寸和孔隙度的增加与其他研究中列出gydF4y2Ba表4gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

material-sciences-sizegydF4y2Ba

图5:gydF4y2Ba孔隙大小分布(μm) (a) LLDPEF 2.2和2.2 (b) lldpe前后声波降解法。gydF4y2Ba

表4。gydF4y2Ba比较不同孔隙度的多孔聚合物复合薄膜。gydF4y2Ba

复合gydF4y2Ba 制造方法gydF4y2Ba 孔隙大小减少(%)gydF4y2Ba 孔隙度(%)gydF4y2Ba 的计算方法gydF4y2Ba 引用gydF4y2Ba
PVA / MWCNT + MnOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba SP和ESgydF4y2Ba 13.37gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 扫描电镜gydF4y2Ba 42gydF4y2Ba
PMMA / MWCNTgydF4y2Ba 少量的酒gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 37.30±0.3gydF4y2Ba 我们gydF4y2Ba 43gydF4y2Ba
PVDF /问gydF4y2Ba Breath-figuregydF4y2Ba 67.44gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 扫描电镜gydF4y2Ba 28gydF4y2Ba
PS /去gydF4y2Ba SPgydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba 86.8 - -92.6gydF4y2Ba 分数gydF4y2Ba 38gydF4y2Ba
LLDPE /交流gydF4y2Ba SPgydF4y2Ba 42.30gydF4y2Ba 11.57±0.20gydF4y2Ba 扫描电镜gydF4y2Ba 本研究gydF4y2Ba

热重分析PPCFgydF4y2Ba

热重量分析是一种广泛使用的技术在PPCF的热性能的研究提供必要的信息对热稳定性以及动力学参数进行分解过程(gydF4y2Ba42gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]。调查不同的热稳定性PPCF命名为LLDPEF 2.2, LLDPEF 2.3, LLDPEF分别为3.2和2.2 lldpe、TGA测试完成10°C /分钟的升温速率下NgydF4y2Ba2gydF4y2Ba气氛从25 - 1000°C在不同样本有大量12毫克。gydF4y2Ba

图6gydF4y2Ba代表了减肥特点作为温度的函数。所有这些电影显示类似的热法三种不同的减肥阶段围绕110°C,分别为350°C和515°C。每部电影的重要退化区中列出gydF4y2Ba表5gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

material-sciences-filmgydF4y2Ba

图6:gydF4y2BaTG / DTA曲线LLDPE膜和拿年级PPCF (a) LLDPEF 2.2;(b) LLDPEF 2.3;(c) LLDPEF 3.2和2.2 (d) lldpe。gydF4y2Ba

表5所示。gydF4y2Ba分解的特点,LLDPE薄膜和年级PPCF拿出来。gydF4y2Ba

示例代码gydF4y2Ba T峰值(°C)gydF4y2Ba 质量损失(%)gydF4y2Ba
LLDPEF 2.2gydF4y2Ba 515年gydF4y2Ba 80.5gydF4y2Ba
LLDPEF 2.3gydF4y2Ba 515年gydF4y2Ba 85.8gydF4y2Ba
LLDPEF 3.2gydF4y2Ba 515年gydF4y2Ba 92.1gydF4y2Ba
lldpe 2.2gydF4y2Ba 500年gydF4y2Ba 85.8gydF4y2Ba

开始时的温度范围内(100 - 220°C),第一个减肥占不到0.5%显示这可能是由于苯酚的去除水分或脱水(B.P = 181.7°C)的样品(gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]。类似的,第二个减肥减肥地区近1.5%显示温度范围内(300 - 380°C)的液化作用可能是由于活性炭(gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。然而,第三个减肥地区是围绕(500 - 515°C)归因于完整的热降解聚乙烯骨干。与填料的增加(AC) wt %,有热稳定性下降LLDPE PPCF电影品位,然而为转筒式年级5%填料添加;减肥是与电影的数量等级10 wt %,这意味着对电影不适合拿出来的品位,它被发现不适合气体分离应用程序(gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。为了描述更多TGA数据,每个减肥过程的动力学评价Broido积分法(gydF4y2Ba48gydF4y2Ba]。任何化学热力学过程的变化率是表达反应动力学gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(2)gydF4y2Ba

z是变形的速率取决于绝对温度t . n是反应的顺序。变形速率或反应分数的比值的变化在不同的时间t减肥减肥在无限时间或总重量损失。常数表示为gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(3)gydF4y2Ba

其中mgydF4y2Ba0gydF4y2Ba、m和mgydF4y2Ba∞gydF4y2Ba最初的样品重量,分别在时间t和在无限的时间。随着变形速率是温度依赖性,所以它是独一无二的每个元素的减肥步骤。gydF4y2Ba

所以反应的速率可以表达阿仑尼乌斯方程的形式。gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(4)gydF4y2Ba

是pre-exponential因素,E是活化能和R是气体常数。gydF4y2Ba

替换后的情商eq。(1)。(3),在情商eq。(2)。(4),表达式可以改写如下gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(5)gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(6)gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(7)gydF4y2Ba

一阶反应遵循z的初始条件在T = T = 0gydF4y2Ba0gydF4y2Ba可以用积分形式表示为哪一个gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(8)gydF4y2Ba

其中α是升温速率TGA实验中使用。提出的简化表达式Broido足以概括膜减肥阶段的活化能。gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(8)gydF4y2Ba

在“y”剩余分数可以计算吗gydF4y2Ba

图像gydF4y2Ba(10)gydF4y2Ba

的情节gydF4y2Ba图像gydF4y2Ba与温度倒数(1 / T)从情商。为每个步骤(9)为一条直线。因此活化能可以找到从直线的斜率。单位属性的支持经验公式SI。PPCF显示一级动力学的退化,这是与其他研究人员(gydF4y2Ba49gydF4y2Ba,gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]。过程显示最大降解温度地区的500 - 515°C,所以该地区成为一个感兴趣的领域活化能的比较分析。活化能的计算为每个样品中列出gydF4y2Ba表6gydF4y2Ba。活化能随填料浓度增大而减小。如预期最高激活能量在lldpe 2.2,而在LLDPEF活化能大大降低由于活性炭混合。第二相的存在会导致聚合物的热稳定性下降鱼翅以及降低活化能相比原始聚合物。自从LLDEF2.2显示比较活化能和更高的热稳定性与其他聚合物PPCF相比,因此适用于高温应用。丰富的孔隙度约48%在我们的研究中是相当高的,与其他研究人员。作为一个例子,Knapen et al。gydF4y2Ba51gydF4y2Ba]研究了吸声性能的多孔砂浆孔隙度为40%。他报道这样的孔隙度是相当足够的内部空间中声传播的控制或改善室外噪声传播利用这个砂浆吸声屏幕。竞技场et al。gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba]报道穿孔的直径应该是统一的和小于0.3毫米的更好的结果。所以从研究人员实验证据,很清楚的是,合成的PPCF轴承丰富孔隙度和高的热稳定性,可以有效地使用微穿孔板吸声材料的各种室内应用。gydF4y2Ba

表6所示。gydF4y2Ba激活能量计算LLDPE薄膜和拿年级PPCF Broido积分方法。gydF4y2Ba

示例代码gydF4y2Ba 活化能(kJmolgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
LLDPEF 2.2gydF4y2Ba 45.03gydF4y2Ba
LLDPEF 2.3gydF4y2Ba 44.23gydF4y2Ba
LLDPEF 3.2gydF4y2Ba 43.12gydF4y2Ba
lldpe 2.2gydF4y2Ba 45.82gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

一个肤浅简单ultra-sonication技术用于实现统一的填料分散和孔隙创造。由于空化,大孔隙减少和新的连续小孔隙生成。LLDPEF的平均孔隙直径2.2。和LLDPEF 2.2。减少从0.26到0.15(μmμm 0.54和1.02μmμm孔隙度分别提高48.5%和13.84%。在所有PPCF LLDPEF 2.2 (5 wt %填料添加)繁殖更好的结果由于其较低的分子量。与填料的增加(AC) wt %,有热稳定性下降和活化能的LLDPE PPCF电影等级。最终研究显示清醒不相称的证据拿出来级电影由于其in-concatenation LLDPE。这些伪造PPCF可以有效地使用微穿孔吸声板由于其高孔隙度。温度对孔隙形成的影响和大小选择性应用的范围。 Further research should be done to explore the application of ultrasound impulsion to template the pore geometry of porous polymer composite membrane for various filtrations, separation and sound absorbing applications.

确认gydF4y2Ba

作者承认环境和森林(MOEF),印度政府的金融支持与批准信没有19-17/2008-RE。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

全球技术峰会gydF4y2Ba