استقرار انتخابی نانولوله های کربن چنددیواره ای درمخلوطهای الاستومر ترموپلاستیکی: یک روش موثر برای رفتار سنجش مقاومت فشار قابل تنظیم

قیمت: 42,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

استقرار انتخابی نانولوله های کربن چنددیواره ای درمخلوطهای الاستومر ترموپلاستیکی: یک روش موثر برای رفتار سنجش مقاومت فشار قابل تنظیم

عنوان لاتین

Selective localization of multi-walled carbon nanotubes in thermoplastic elastomer blends: An effective method for tunable resistivity–strain sensing behavior

مورفولوژی شبکه هادی و برهمکنش مرزی نقشهای مهمی در تعیین رفتار سنجش مقاومت-فشار کامپوزیتهای پلیمری هادی (CPCs) ایفا می کند. در این کار، مخلوطهای الاستومری ترموپلاستیکی شامل پلیمر بلوک پلی(استیرن-بوتادی ان-استایرن) (SBS) و پلی اورتان ترموپلاستیکی (انواع پلیمرهای مصنوعی) (TPU) از طریق پردازش ذوب شدن که می توانست هردو بافت فوق را بطور همزمان توسط استقرار انتخابی نانولوله های کربن چند دیواره ای (MWCNTs) در SBS، TPU و بترتیب هم در SBS و هم درTPU ایجاد کند. مشاهده شده که الیاف کامپوزیتی با MWCNTهای مستقر انتخابی رفتار سنجش اختلاف ε-ρ را بصورت متمایز نشان می دهد.کار محاسبه چسبندگی برهمکنش مرزی قویتری بین MWCNTs و SBS را نشان می دهد، محاسبه ضریب خیس شدن دلالت برخیس شدن بهتر MWCNTs با TPU دارد. بدلیل برهمکنش قویتر و پراکندگی ضعیفتر الیاف کامپوزیتی با MWCNTs در SBS حساسیت ρ-ε را بالاتر از همتای آن با MWCNTs توزیع شده در TPU و با MWCNTs توزیع شده در هر دو فاز نشان می دهد، حساسیت ε-ρ در بین این دو قرار دارد. بعلاوه رفتار سنجش ε-ρ با یک مدل بر اساس تئوری تونل زدن سیمونز متناسب می باشد. پیشنهاد شد که تغییر در فاصله تونل زدن و تعداد مسیرهای هادی بطور قابل توجهی تحت برهمکنش مرزی قوی شتاب یابد. این بررسی می تواند یک مسیر جدید را پیشنهاد و راهنمایی برای ایجاد کارایی بالای حسگرهای فشار-مقاومت با حساسیت قابل تنظیم باشد.

Conductive network morphology and interfacial interaction play important roles in determining resistivity– strain (q–e) sensing behavior of conductive polymer composites (CPCs). In this work, thermoplastic elastomer blends consisting of poly(styrene–butadiene–styrene) block polymer (SBS) and thermoplastic polyurethane (TPU) were fabricated via different melt processing procedures, which could tune the above two issues simultaneously by selectively localizing multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in SBS, TPU and both in SBS and TPU, respectively. It is observed that the composite fibers with selectively localized MWCNTs show distinct different q–e sensing behavior. Work of adhesion calculation suggests stronger interfacial interaction between MWCNTs and SBS, however, wetting coefficient calculation indicates slightly better wetting of MWCNTs with TPU. Because of such stronger interaction and poorer dispersion, the composite fiber with MWCNTs distributed in SBS exhibits higher q–e sensitivity than its counterpart with MWCNTs distributed in TPU, and with MWCNTs distributed in both phases, the q–e sensitivity lies in between. Moreover, the q–e sensing behavior was fitted with a model based on tunneling theory by Simmons. It is suggested that the change in tunneling distance and the number of conductive pathways could be accelerated significantly under strong interfacial interaction. This study could offer a new pathway and provide a guideline for the preparation of high-performance CPC resistivity– strain sensors with tunable sensitivity.