تحسين الخواص الفيزيائية للالياف النانوية لبولي فاينيل الكحول باضافة انابيب الكاربون النانوية

المؤلفون

  • رسل محمد قسم هندسة البوليمير ، كلية هندسة المواد ، جامعة بابل ، بابل ، العراق.
  • ناردين عدنان قسم هندسة البوليمير ، كلية هندسة المواد ، جامعة بابل ، بابل ، العراق.
  • هناء جواد قسم هندسة البوليمير ، كلية هندسة المواد ، جامعة بابل ، بابل ، العراق. https://orcid.org/0000-0001-7385-4574
  • بلقيس محمد قسم تقنيات صناعة الاسنان ، جامعة التراث ، بغداد ، العراق.
  • رنا مهدي قسم العلوم التطبيقية ، الجامعة التكنولوجية ، بغداد ، العراق.

DOI:

https://doi.org/10.21123/bsj.2024.10653

الكلمات المفتاحية:

انابيب الكاربون النانوية ، بولي فينيل الكحول ، اغشية رقيقة ، متراكبات نانوية ، مطيافية الاشعة فوق البنفسجية.

الملخص

في هذه الدراسة تم تحضير عينات من ألياف نانوية من كحول البولي فينيل وأنابيب الكربون النانوية بطريقة الغزل الكهربائي. تم استخدام نسب مختلفة من  الانابيب النانوية الكربونية ، وهي 2 و4 و6% نسبة وزنية .  تمت دراسة الخصائص الضوئية والكهربائية والحرارية. تم استخدام المجهر الالكتروني الماسح لدراسة مورفولوجية الالياف النانوية . تم استخدام التحليل الطيفي لفوريير لدراسة اواصر العينات المحضرة .تم استخدام المسعر الحراري التفاضلي لدراسة الخواص الحرارية المتمثلة بدرجة الانتقال الزجاجي ونقطة الأنصهار. أظهرت النتائج أن إضافة انابيب الكربون النانوية بنسب صغيرة  6% بالوزن يؤدي إلى تحسن في الخواص الحرارية  حيث تزداد درجة الانتقال الزجاجي من  85.17 درجة مئوية إلى 107 درجة مئوية مع. نسبة تقوية 6% بالوزن . ترتفع الموصلية الكهربائية بإضافة 6% بالوزن من الأنابيب النانوية الكربونية من ( 14.28 الى 20 اوم -1 سم -1 تشير نتائج طيف الأشعة فوق البنفسجية إلى إمكانية التحكم في فجوة نطاق الطاقة بإضافة  الأنابيب النانوية الكربونية  وتقليل قيمتها من 3.25 الكترون .فولت الى 0.75 الكترون .فولت بإضافة 6% نسبة وزنية من المادة النانوية . كما ان خواص الامتصاصية ومعامل الامتصاص تزداد بإضافة انابيب الكاربون النانوية ، حيث اثبتت النتائج ان افضل نتيجة في تحسين الخواص كانت بالضافة 6% من انابيب الكاربون النانوية.                         

المراجع

Adib B R, Mahima H, Mohaimenul S M , Labib. Nanotechnology-enhanced fiber-reinforced polymer composites: Recent advancements on processing techniques and applications. Heliyon. 2024 Jan ; 10(2) : e24692 , https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24692

Muhammad Z , Syed MI , Minahil A , Saad C , Sohaib A , Woo Young K. Graphene-based polymer nanocomposites for energy applications: Recent advancements and future prospects. Res .Phys . 2024 Apr ; 60 (4) : 107655 , https://doi.org/10.1016/j.rinp.2024.107655

Bustamante-Torres M, Romero-Fierro D, Arcentales-Vera B, P S, Bucio E. Interaction between Filler and Polymeric Matrix in Nanocomposites: Magnetic Approach and Applications. Polym. 2021 Sep; 13(17):2998. https://doi.org/10.3390/polym13172998

Kadhim H J, Majeed S M. Ahmed D S. Prepared poly amide nanofibers reinforced with ZnO Nanoparticles using electrospinning technique. Dig J Nanomater Bios 2019 Sep; 14 (3): 637-640.

Kadham, DA, Braihi AJ, Kadhim H J . Impacts of iodine on the properties of electrospun polymeric nanofibers. Fuller Nanotub Carbon Nanostructures. 2023 Apr ; 31 (4) : 388-394 , https://doi.org/10.1080/1536383X.2023.2168266

Shubham S, Akarsh V, Sanjay M R , Suchart S, Shigenobu O. Recent progressive developments in conductive-fillers based polymer nanocomposites (CFPNC's) and conducting polymeric nanocomposites (CPNC's) for multifaceted sensing applications. J Mat. Res. Technol. 2023 Sep ; 26(9) : 5921-5974 , https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.08.300

Ana L Juliana B M, Jorge Alberto V , Michele G. Development of time-pH indicator nanofibers from natural pigments: An emerging processing technology to monitor the quality of foods. WLT, 2021 May ; 142 (5) : 111020 , https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111020

Alesa HJ , Aldabbag BM , Salih RM . Natural pigment -poly vinyl alcohol nano composites thin films for solar cell. Baghdad Sci J. 2020 Sep ; 17(3): 832–840. http://dx.doi.org/10.21123/bsj .2020.17.3.0832

Laura W, Han L, Christian R, Jianhui C, Benjamin S. F . Carbon Nanotubes for Photovoltaics: From Lab to Industry. Adv Energy Mater. 2021 Jan , 11 (3) : 1-18 , https://doi.org/10.1002/aenm.202002880

Iliya E K, Alexander V A, Pavel A T. Nanomaterials for Solar Cell Applications. Science Direct, Elsevier, Netherlands, 2019, 15. Polymer nanocomposites for solar cells. research trends and perspectives. p. 557-600. https://doi.org/10. 1016/B978-0-12-813337-8.00015-1

Dhyaa M B , Kadhim J H Rana M S. Studying the effect of Polyamide 6 Nanofibers on Physical and Chemical Properties of Unsaturated Polyester Reinforced by Glass Fibers Composites. IOP Conf Ser: Mater Sci Eng. 2020 Nov; 757 (012001) : 1-6 http://doi.org/10.1088/1757-899X/757/1/012001

Rusul M A, Jawad K, Ali A A . Blended PVA/PVP Electro spun nanofibers for Coating Application. J Phys: Conf Ser. 2021 Dec; 2114 (012031): 1-6. https://doi.org/ 10.1088/1742-6596/2114/1/012031

Mansoor F, Fateme S M, Ameneh A . Synthesis, characterization, thermophysical properties and shape stability of paraffin/CNTs nanocomposite phase change materials . Fuller Nanotub Carbon Nanostructures, 2023 Oct ; 31 (10) :999-1005. https://doi.org/10.1080/1536383X.2023.2231580

Flayeh A A, Jawad K H . Enhancing the physical properties of polystyrene nanofibers by adding multiwall carbon nanotubes and natural dye. Fuller Nanotub Carbon Nanostructures, 2022 Jun ; 30 (11): 1090-1096 , http://dx.doi.org/10.1080/1536383X.2022.2070156

Banerjee M , Amit J, G.S. M. Microstructural and optical properties of polyvinyl alcohol/manganese chloride composite film. Polym. Comp. 2019 Jan; 40 (51) : 765-775 , https://doi.org/10.1002/pc.25017

Kostrzanowska-Siedlarz A, Musioł K, Ponikiewski T, Janas D, Kampik M. Facile Incorporation of Carbon Nanotubes into the Concrete Matrix Using Lignosulfonate Surfactants. Mater . 2024 Oct ; 17(20):4972. https://doi.org/10.3390/ma17204972

Xian-Gang H, Zhenhua L, Liming D, Jingjing C. Recent advances of carbon nanotubes in perovskite solar cells. SusMat. 2023 Oct; 3 (5): 639-670 , https://doi.org /10.1002/sus2.158

Hamdy M Z, Elmetwally M A, Amr M A, Ahmed E T. Characterization and some physical studies of PVA/PVP filled with MWCNTs . J Mater Res Technol. 2019 Jan ; 8 (1) : 904-913 https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2018.04.023

Kailasa S , Reddy S B, Rani G K, Rao. V K Sadasivuni K , Macromol. M . Electrospun Nanofibers: Materials, Synthesis Parameters, and Their Role in Sensing Applications . Mater. Eng. 2021 Nov ; 306 (11) : 2100410 , https://doi.org/10.1002/mame.202100410

Mora A, Verma P, Kumar S. Electrical conductivity of CNT/polymer composites: 3D printing, measurements and modeling . Compos B: Eng. 2020 Jan ; 183(2020):107-115 https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107600

Ruwaidah S S , Hanaa G A, Kawther A O. Synthesis and Characterization of Grafted Chitosan Blending with Polyvinyl alcohol / Nanocomposite and Study Biological Activity. Baghdad Sci. J . 2023 Feb ; 20(5): 1692-1700 , https://dx.doi.org/10.21123/bsj.2023.ID

Malikov E Y, Muradov M B, Akperov O H , Eyvazova G M , Puskás R, Madarász D, Nagy L Synthesis and characterization of polyvinyl alcohol based multiwalled carbon nanotube nanocomposites. Physica E . 2014 Jun ; 61(2014): 129-134. https://doi.org/10.1016/j. physe.2014.03.026

Darwish R M, Kadhim H, Dhyaa B . Thermal and morphological properties of electro spun polyamide – poly vinyl alcohol/CNPs nanofibers for filtration process. Fuller Nanotub Carbon Nanostructures, 2023 Jun; 31:(11) : 1019-1029 https://doi.org/10.1080/1536383X.2023.2236259

Nan N, DeVallance D, Xie ,X Wang. J. The effect of bio-carbon addition on the electrical, mechanical, and thermal properties of polyvinyl alcohol/biochar composites, J Compos Mat, 2016 Jun ; 50 (7): 1161 https://doi.org/10.1177/00 21998315589770

Monirul H , Sujan K D , Jahid M.M. Islam Md Abdul G, Enamul H , Mubarak A K. Thermal Properties of Carbon Nanotube (CNT) Reinforced Polyvinyl Alcohol (PVA) Composites. Int. Lett. Chemi , Phys Astron. 2013 Sep ; 17 (10) : 59-66 , https://doi.org/10.56431/p-vsmm30

Tomasz B, Andrea E. Optical Properties of Electrospun Nanofiber Mats, Membranes , 2023 Apr; 13 (4) 441; https://doi.org/10.3390/ membranes13040441

Zhou J, Zhongxun Y, Yarong L, Wang C , Ping H, Yong L. Highly thermal conductivity of PVA-based nanocomposites by constructing MWCNT-BNNS conductive paths Compos Pt A , 2022 Dec ; 163 (12) : 107195 , https://doi.org/10.1016/j. compositesa.2022.107195

Zhang K, Chen G, Zhou S, Yuan Z, Gu X, Zhou D, …et al . Carbon nanotube electron blackbody and its radiation spectra. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Feb ; 120 (6) : e2209670120. https://doi.org/10.1073/pnas.2209670120

Majeed A H. The Properties of (PVA-CNTs) Nanocomposites . Adva Phys Theor Appl. 2013 Oct ; 15 (10): 1-15

Abdullaha A M , Alwana L H , Ahmedb A.A.

Abedc R.N. Physical Study of PVA Filled with Carbon Nanotube and Nano Carbon with

Roughness Morphology. Phys. Chem. Res., 2023 Dec ; 11 ( 4) : 747-760, https://doi.org/10 .22036/pcr. 2022.362088.2195

Ahmad A A, Al-Bataineh QM, Bani-Salameh AA, Telfah AD. Optical, optoelectronic, structural, and chemical characterizations of (PEO-PVA)/MWCNT nanocomposite films. Surf Interfaces . 2022 Oct; 33 (102202) :1-10 , https://doi.org/10. 1016/j.surfin.2022.102202

Selikhov Y , Klemeš J J , Kapustenko P, Arsenyeva O. The study of flat plate solar collector with absorbing elements from a polymer material . Energy, 2022 Oct ; 256 (124677) : 1-7 https://doi.org/10.1016/j.energy. 2022.124677

Farag O F , Abdel Fattah E. Synthesis and characterization PVA/plasma-functionalized MWCNTs nanocomposites films. J Polym Res . 2023 May ; 30 (183) :1-13 https://doi.org/10.1007/s10965-023-03550-8

Hamsa M H, Iftikhar M A. Enhancement the photosensitivity of PVA NFs/Si prepared by electrospinning technique . Optik , 2022 Oct; 367 (169659) : 1-10 https://doi.org/10. 1016/j.ijleo.2022.169659

Ahmad A A, Al-Bataineh QM, Bani-Salameh AA, Telfah AD. Optical, optoelectronic, structural, and chemical characterizations of (PEO-PVA)/MWCNT nanocomposite films. Surf Interfaces , 2022 Oct; 33 (10) : 102202 , https://doi.org/10.1016/j.surfin.2022.102202

Che Y, Chen H, Gui H, Liu J, Liu B, Zhou C Review of carbon nanotube nanoelectronics and macroelectronics. Semicond Sci Technol , 2014 Jul ; 29 (7) : :073001, https://doi.org/10.1088/0268-1242/29/7/073001

التنزيلات

إصدار

القسم

article

كيفية الاقتباس

1.
تحسين الخواص الفيزيائية للالياف النانوية لبولي فاينيل الكحول باضافة انابيب الكاربون النانوية. Baghdad Sci.J [انترنت]. [وثق 7 نوفمبر، 2024];22(5). موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/10653