تأثير نانوصفحات گرافن بر خواص مورفولوژيكي و مكانيكي نانو‌الياف كامپوزيتي اكريليك نساجي/ GNPs

The effect of graphene nanoplates on morphological and mechanical properties of textile acrylic/‌GNPs composite nanofibers

نانوالياف كامپوزيتي از مخلوط پليمر اكريليك نساجي و نانوصفحات گرافن (GNPs) با استفاده از فرآيند الكتروريسي توليد شدند. غلظت GNPs از 0 تا wt%8 متغير در نظر گرفته شد. با افزايش غلظت GNPs در محلول ها از 0 تا wt%2، افزايش قابل توجهي در مقادير گرانروي و هدايت الكتريكي حاصل شد. علاوه بر اين، با افزايش غلظت GNPs از 0 به wt%4 ميانگين قطر نانوالياف از مقدار nm188±18 به nm123±16 كاهش يافت. نتايج خواص مكانيكي نانوالياف كامپوزيتي نشان داده كه استحكام كششي از مقدار MPa 23/0 ± 51/1 به MPa 45/1 ± 72/4 و ازدياد طول تا حد پارگي از % 18/4 ± 32/24 به % 81/5 ± 36/31 در نمونه هاي كامپوزيتي در مقايسه با نانوالياف اكريليك خالص افزايش يافته است. غلظت بهينه GNPs براي توليد نانوالياف اكريليك با خواص مورفولوژيكي و مكانيكي بهتر در حدود wt%2 به دست آمد.

Composite nanofibers are prepared from a mixture of textile acrylic polymer and graphene nanoplates (GNPs) using electrospinning process. The GNPs concentration varied from 0 to 8 wt%. With the addition of GNPs to the solutions from 0 to 2 wt%, significant increase in the viscosity and electrical conductivity was achieved. Additionally, with increasing the GNPs concentration from 0 to 4 wt%, the average nanofibers diameter decreased from 188±18 nm to 123±16 nm. The mechanical properties analysis of the composite nanofibers reveals that they exhibit an enhancement in the tensile strength from 1.51±0.23 MPa to 4.72±1.45 MPa, and the elongation was increased from 24.32±4.18% to 31.36±5.81%, as compared to the pure acrylic nanofibers. The optimal GNPs concentration for acrylic nanofibers with better morphological and mechanical properties is about 2 wt%.