Karbon nanotüp takviyeli polimer nanokompozit geliştirilmesi

Karbon nanotüpler eşsiz mekaniksel, elektriksel, termal özelliklere sahiptirler ve poli(laktik asit) biyobozunur, biyouyumlu, gübrelenebilir bir polimerdir. Bu çalışmada, çok duvarlı karbon nanotüp/poli(laktik asit) (ÇDKNT/PLA) kompozitler çözelti dökme metoduyla hazırlanmıştır. ÇDKNT, ÇDKNT-COOH, ÇDKNT-OH ve MA-g-ÇDKNT nanopartikülleri dolgu maddesi olarak kullanılmıştır ve kloroform içinde iyi dağılım elde etmek için ÇDKNT yüzeyi maleik anhidrit (MA) ile modifiye edilmiştir. Nanokompozitlere ait sonuçlar FTIR ve ATR spektroskopisi, DSC, TGA, DMA, AFM, temas açı ölçümleri ve elektriksel iletkenlik testleri ile karakterize edilmiştir. ATR sonuçları maleik anhidritin (MA) ÇDKNT yüzeyine kovalent olarak bağlandığını (MA-g-ÇDKNT) göstermiştir. AFM analizlerinden elde edilen 3D (3 boyutlu) görüntüleri en iyi nanopartikül-matriks etkileşiminin MA-g-ÇDKNT/PLA filmine ait olduğunu işaret etmiştir. Bu nedenle, maleik anhidrit ile fonksiyonlaştırılan ÇDKNT nanopartiküllerinin PLA matriks tarafından ıslanabilirliğinin oldukça iyi olduğu söylenebilmektedir. Tan ? değerinin yüksek sıcaklığa kaymasından dolayı DMA analizi en verimli etkileşimin kütlece %3 MA-g-ÇDKNT içeren MA-g-ÇDKNT/PLA nanokompozitinde görüldüğünü işaret etmiştir. Hatta, termal bozunma sonuçları PLA'nın özelliklerinin geliştiğini kanıtlamıştır. Burada, ilk bozunma sıcaklığı 328,91 oC'den 347 oC'ye kütlece %0,5 MA-g-ÇDKNT ilavesiyle artmıştır. DSC analizlerinden ÇDKNT-OH/PLA nanokompozitinin camsı geçiş sıcaklığının (Tg) 85,78 oC'den 87,74 oC'ye arttığı görülmüştür ve bu değerler saf PLA'nınkinden yüksektir. Aynı zamanda, temas açı ölçümleri ÇDKNT-OH/PLA filmlerinin içerdikleri ?OH gruplarından dolayı diğerlerine göre oldukça hidrofilik olduğunu göstermiştir. Diğer taraftan, kompozit filmin yüzey direnci kütlece %3'lük ÇDKNT-COOH/PLA için 2,56x109 ?'dan 2,42x103 ?'a (106 mertebesinde) düşmüştür. Sonuç olarak, ÇDKNT yüzey modifiyesi değiştikçe nanokompozit filmlerde farklı özelliklerin gelişimi başarılmıştır.