JP6745288B2 - グラフェン強化ポリエチレンテレフタレート - Google Patents
グラフェン強化ポリエチレンテレフタレート Download PDFInfo
- Publication number
- JP6745288B2 JP6745288B2 JP2017568017A JP2017568017A JP6745288B2 JP 6745288 B2 JP6745288 B2 JP 6745288B2 JP 2017568017 A JP2017568017 A JP 2017568017A JP 2017568017 A JP2017568017 A JP 2017568017A JP 6745288 B2 JP6745288 B2 JP 6745288B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pet
- graphene
- nanocomposite
- nanoplatelets
- polyethylene terephthalate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 title claims description 339
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 title claims description 339
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 254
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims description 238
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 title claims description 30
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims description 279
- 239000002064 nanoplatelet Substances 0.000 claims description 153
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 95
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 52
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 48
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 46
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims description 38
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 32
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 15
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 15
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 101
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 72
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 description 48
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 46
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 42
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 37
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 32
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 32
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 31
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 31
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 30
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 26
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 26
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 24
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 22
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 21
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 21
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 21
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 21
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 20
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 20
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N dimethyl terephthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC)C=C1 WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 18
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 18
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 16
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 16
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 15
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 14
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 11
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 9
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 9
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 9
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 8
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 6
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 5
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 5
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 5
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 5
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- 244000261422 Lysimachia clethroides Species 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 238000012668 chain scission Methods 0.000 description 3
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001350 4130 steel Inorganic materials 0.000 description 2
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 2
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000006085 branching agent Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 2
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 229920006126 semicrystalline polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- MJHNUUNSCNRGJE-UHFFFAOYSA-N trimethyl benzene-1,2,4-tricarboxylate Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC)C(C(=O)OC)=C1 MJHNUUNSCNRGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-hydroxy-7-methoxychromen-4-one Chemical group C=1C(OC)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLYXJBROWQDVMI-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-nitrotoluene Chemical compound CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1Cl LLYXJBROWQDVMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N Norphytane Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920001872 Spider silk Polymers 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-OUBTZVSYSA-N carbane Chemical compound [13CH4] VNWKTOKETHGBQD-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 229910021387 carbon allotrope Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Chemical group CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 101150100166 gpa-12 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000011346 highly viscous material Substances 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 description 1
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012803 melt mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012703 microemulsion polymerization Methods 0.000 description 1
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 1
- 238000000329 molecular dynamics simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012900 molecular simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002055 nanoplate Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Chemical compound CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000007440 spherical crystallization Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
- YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N tetraantimony hexaoxide Chemical compound O1[Sb](O2)O[Sb]3O[Sb]1O[Sb]2O3 YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005591 trimellitate group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007039 two-step reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 238000003963 x-ray microscopy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
- B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/005—Reinforced macromolecular compounds with nanosized materials, e.g. nanoparticles, nanofibres, nanotubes, nanowires, nanorods or nanolayered materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2467/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Description
ナノ強化材は、一般的に、それらの形状に基づいて3つの異なる群、すなわち:ナノ粒子、ナノチューブおよびナノプレートレットにカテゴリー化される。ナノ強化材は、大型の強化材よりも有利である。マトリックスの強化において、大きい粒子と比較して、粒子が小さいほど、粒子が強固になり、有効になることは認識されているはずである。別の利点は、単位体積として利用できる表面積である。球形粒子のケースでは、例えば、表面積対体積の比は、粒子の半径に反比例する。図2は、ミクロスケールからナノスケールの大きさに及ぶ、様々なタイプの強化材の界面における増大を示す図である。図2で指し示されているように、単位面積当たりの利用できる表面エネルギーは、ナノ粒子に対して高くなると考えられ、それにより、ナノ粒子は化学的に活性になる。
炭素は、特有のハイブリダイゼーション性、および構造を操作できる能力を備える、興味深い周期表元素である。炭素は普通、グラファイト、非晶質炭素およびダイヤモンドの形態で、いくつかの産業およびプロセスに応用される。ナノスケールでは、図4で示されているように、フラーレン、カーボンナノチューブ(CNT)およびグラフェンのような特有の性質および構造を示す炭素材料も興味深い。
コンポジットの製造は、最終製品の大きさおよび用途に基づいて利用できるいくつかのプロセスを用いて、広範に研究されている分野である。ナノコンポジットの加工は、ナノ強化材を分散させるためのプロセス、および意図されている最終用途のための形成プロセスを伴う。ナノコンポジットの実行可能性は、コスト、ナノ粒子の可用性および適切な製造プロセスに大幅に左右される。射出および圧縮成形、交互積層(LBL)製造、in−situマイクロエマルション重合およびスピニングのような製造技術は、ポリマーナノコンポジットに使用されている。認識されるように、製造プロセスの選択は、マトリックス樹脂および使用されるナノ粒子の種類に左右される。射出成形は、速度、拡張性および幅広い材料への耐性ゆえに、すべてのプラスチック加工技術の中でも最も重要なものであることが、さらに理解されるはずである。ポリマー中におけるナノ強化材の均一な分散を達成するために試行された方法は、以下のセクションで論じられている。
ナノ強化材の均一および均質な分散、または「剥がれた」状態を達成することは、正しいポリマーナノコンポジットのために不可欠である。ナノ材料は、単位面積当たりで高い表面エネルギーを備えるので、凝集体を形成して、その結果このエネルギーは最小化される傾向がある。この凝集する傾向により、ナノ材料の有効なナノスケール寸法を維持し、ナノ材料をポリマーマトリックス中に分散させることは困難になる。ナノ強化材の溶融したポリマー中への分散は、溶融物の粘度、強化材の湿潤性、凝集体の破損を含む混合プロセスにより付与されるエネルギー、および混合プロセスの効率のような要因に左右される。分散の方法は、機械的基準として、および化学的基準として、大まかにカテゴリー化できる。いくつかの分散の方法は、溶融配合、マスターバッチ加工、超音波配合、カオス的移流混和、固体状態せん断微粉化(SSSP)、固体状態ボールミル粉砕(SSBM)および音響混合のような機械的基準としてのカテゴリーの下で調査されている。これらの分散の方法は、「溶融混合」または「固体状態混合」としてさらにカテゴリー化され得る。
先に明記されているように、PETナノコンポジットでは、性質を改善し、新たな用途を拡大する目的が追求され続けている。現在、他のナノ材料は、既に使用されており、PETの重合において分散される。例えば、図5で示されているように、平均直径400nmを有するカーボンブラックナノ粒子は、PETの熱吸収能力を改善するために、6ppm、すなわち0.0006%で使用される。カーボンブラックの分散は、in−situ重合により達成され、この6ppmという低荷重でさえ、エネルギーが節約される。より顕著な重量分率でのin−situアプローチによるナノコンポジットの調製を調査することは、このアプローチの有効性を理解するのに役立ち得る。
一部の実施形態では、分子量Mw−84,100g/mol(0.81dl/gの固有粘度(I.V.))の市販のPETが、ペレットの形態で得られる。一般に認められているように、PETペレットは半結晶性であり、これらは、示差走査熱量測定(DSC)により検証できる。認識されるように、PETは、吸湿性であり、ポリマー溶融物に湿気が存在すると、分子鎖切断(エステル結合の加水分解)により分子量の損失を引き起こす。したがって、PETは、有利には、各プロセスの前に、ポリマー分解を最小限にするように170℃にて4−6時間乾燥され得る。
一部の実施形態では、二軸スクリューおよび超音波二軸スクリュープロセスでPET−グラフェンマスターバッチを配合することにより、凝集体を形成させることなく、グラフェンナノプレートレットは、PETマトリックス中に分散させることができる。一実施形態において、グラフェンナノプレートレット(GNP)およびPET樹脂は、同方向回転スクリューを有するKrauss Maffei ZE−25 UTX押出試験機を使用して、PET−xGnP マスターバッチペレット中に配合された。このプロセスを使用して、2%、5%、10%および15%重量分率で、マスターバッチペレットの別々のセット2つを配合した。各セットにおいて、重量分率のそれぞれに対して、5.4kg(12lb)のマスターバッチを調製した。
一部の実施形態では、in−situ重合は、ポリマーナノコンポジットの調製に用いられ得る。認識されるように、in−situ重合は、一般的に、2つのステップを含む。最初のステップは、適合性のあるポリマー前駆体または溶媒を使用して、ナノスケール強化材を溶液相にインターカレートするステップを含む。第2のステップでは、ナノプレートレットでインターカレートされた溶液を使用して、重合に取り組む。ナノプレートレットを、化学的に適合性があり、且つ粘度が低い材料に分散させることは、高度に粘性のあるポリマー溶融物と直接混合することと比較して、より効率的と考えられる。
一部の実施形態では、ナノコンポジットのマスターバッチは、マイクロ構造、機械的および熱特性の調査を促進するように、ナノプレートレットの別々の最終的な荷重分画に射出成形され得る。一実施形態では、油冷成形機、水冷成形機およびマイクロ射出成形機を含む3つの異なる射出成形圧縮機を使用した。上記の配合プロセスから得られた、PET−グラフェンナノプレートレットのマスターバッチは、様々な荷重分率でナノコンポジットの成形に使用した。油冷射出成形ユニットは、マスターバッチ(配合されたペレットは純粋PETを使用して、グラフェン濃度を希釈せずに射出成形した。)から、GNP重量分率が2%、5%、10%および15%のナノコンポジットの成形に使用した。260℃から280℃の範囲のバレル温度で、引張試験片を成形した。ASTM D 638 タイプI仕様に従って、標準引張試験片金型を使用した。
射出成形によるポリマー加工は、バレル温度、射出圧力、保圧および背圧、充填時間、冷却時間などを含むいくつかの可変要素に左右される。認識されるように、これらの可変要素すべての釣り合いをとることは、部品の結晶化度、およびボイドのような欠損をなくすために必要である。各プロセスの実行開始時に、基本の材料でバレルをフラッシュして、以前の試験から残留したいかなる材料も除去する。基本の材料の内でフラッシュすることにより、公知の条件を用いて加工の開始が可能となり、バレルを占めるPET−マスターバッチ混合物としてそれらの最適化が可能となることは認識されるはずである。
一部の実施形態では、引張試料は、PETの機械的性質に対する超音波処理の効果を検査する目的でマイクロ射出システムを使用して調製され得、希釈を伴わない、超音波によるグラフェン分散体からの改善を評価する。一実施形態では、引張試料は、図18(a)−(b)で示されているように、5cc小型配合ユニットと組み合わせた、5.5cc容量のマイクロ射出成形ユニットを使用して調製された。図19(a)で示されている金型を含む図18(a)−(b)のマイクロ射出成形ユニットは、図19(b)で示されている引張試験片の調製に使用された。同方向回転二軸スクリューを装備した小型配合ユニットを使用して、ペレットを溶融し、本明細書に記載されている均質な溶融混合物を得た。図18(b)で示されている切換装置を使用して、ポリマーまたはナノコンポジット溶融物を、配合機から射出成形機に移した。射出成形機は、高圧空気(13.8bar)につなげられたプランジャーにより、ポリマー材料を円錐状金型中へと射出した。認識されるように、マイクロ射出システムは、金型温度、射出圧力、保圧、射出時間および保持時間を制御する。
射出成形されたナノコンポジットの間の密度の比較は、加工欠損(例えばボイド)による試料における差の識別に役立つと考えられる。相対密度は、以下の等式を使用してアルキメデスの原理に基づいて判定できる:
ηr=t/t0(3)
η=0.25(ηr−1+3lnηr)/C(4)
式中、ηrは相対粘度であり、tは平均溶液流れ時間であり、t0は平均溶媒流れ時間であり、ηは固有粘度(dL/g)であり、Cはポリマー溶液濃度(g/dL)である。
[η]=KMα(5)
式中、ηはポリマー固有粘度(dL/g)であり、Mは平均分子量(g/mol)であり、「K」および「α」はMark−Houwink定数である。一方、重量平均分子量を使用して、「K」および「α」は、それぞれ0.00047および0.68と解釈される。
認識されるように、ナノコンポジットを画像化することは、ポリマー性質の改善におけるナノ粒子の役割を理解するために必須事項である。ナノ強化材は、ポリマーマトリックスとのかなりの程度の、起こり得る相互作用のために有利と考えられる。したがって、分散のレベルに左右される相互作用の程度を視覚化することが必要である。さらに、実際のマイクロ構造の情報は、ナノコンポジットの挙動をモデル化するために有益であり、工学的材料において役立つ。電子顕微鏡法およびX線回折は、分散の研究に使用される最も普通の技術である。これらの技術のいずれも、互いに裏付けとして使用されることが多い。
t=λdVv(Af+2)/[2(1−Vv)Af](11)
式中、Vvはナノプレートレットの体積分率であり、Afはナノプレートレットのアスペクト比であり、tはナノプレートレットの厚さであり、λdは粒子間距離である。
I=I0e−μmpx(13)
式中、Iは透過X線強度であり、I0は最初のX線強度であり、μmは材料の質量減衰係数であり、ρは材料密度であり、xは材料の厚さである。レントゲン写真は、フーリエ変換に基づくアルゴリズムを使用して、断面スライス(トモグラフ)に再構成されている。X線および検出光学器分野の開発により、かなり狭い面積でもビームを集束できるようになり、それにより、ナノスケールの解像を実現した。
連続した繊維コンポジットは、「複合則」と呼ばれる単純な実験式に基づいて、設計される、または評価されることが多い。ナノ強化材のケースでは、複合則は、最終的な性質の予測は困難である。これらは連続した繊維強化材ではないということと併せて、この差は、少ない体積分率により影響を受け、マトリックスおよび強化材の間の性質の有意な不均衡、ならびにアスペクト比である。ナノコンポジットに関しては、ナノプレートレットおよびマトリックスの間の空間的な相互作用は、弾性挙動の測定に重要である。マトリックス−強化材界面での相互作用と組み合わせたナノプレートレットの高いアスペクト比は、ナノコンポジットの性質の評価を複雑にする。したがって、昔からのマイクロ機械モデルは、ナノ粒子の機械的性質を評価するように改変されている。
PETの性質を改善する目的で、グラフェンナノプレートレットとPETを配合し、特定の荷重速度のナノコンポジット中に射出成形した。このプロセスから得られたナノコンポジットを、グラフェンナノプレートレットの有効性を理解するために、機械的、熱的およびレオロジー性質について評価した。
平均分子量は、以下の試料に関しては、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)から得た:対照PET、超音波処理したPET、超音波処理したナノコンポジットマスターバッチ(5%GNP)およびGNP重量分率が5%の、二軸スクリューで配合されたマスターバッチ。GNP重量分率が類似したマスターバッチを比較すると、グラフェンが存在するために発生した変化の理解に役立つ可能性がある。
固有粘度(I.V.)は、ポリエチレンテレフタレートの性質を比較する考察に関して、最も一般的に表される数である。したがって、図27で示されているPETおよび超音波処理したPET試料の固有粘度は、溶媒に溶解したポリマーを使用して、毛細管粘度計により得た。
引張試験片試料に対する応力−歪み曲線は、図30で提示されている。ヤング率は、応力−歪み曲線の最初の領域から得られた。ナノコンポジット引張試験片(セットA)のヤング率および強度データが、図31で提示されている。対照PETと比較した場合、ナノコンポジットの強度の低下が観察された。さらに、ナノコンポジットは、脆性破壊をきたし、対照PET試料と比較して伸びがなかった。
アルキメデスの原理を使用して、ナノコンポジットの密度を測定した。ナノコンポジットの密度は、非晶質PETおよびグラフェンに基づいて評価された理論値とは異なる。成形されたPETの引張試験片および引張チューブの間の密度の比較は、等式2に基づいて、引張試験片が半結晶性(結晶化度19%)であることを指し示す。ナノコンポジット試料からの密度の測定は、複合則に基づき、理論値から逸脱している。図39(a)−(c)で提示されているように、ナノコンポジットの強度の比較をより良好にするために、試験する前に試料に対する密度を収集し、比強度を評価するために使用した。図39(a)−(c)で提示されている比強度値は、GNPを有するPETの強度の有意な損失を示さない、すなわち改善を示すまたは、GNP重量分率が2%のナノコンポジット引張チューブを除いて、改善を示さない。
ナノコンポジットとPETの応力−歪み曲線の比較は、ナノコンポジット引張試験片の破壊歪み(伸び)が減少したことを示す。ナノコンポジットの破壊のタイプおよび理屈を理解するために、走査電子顕微鏡写真を収集した。破断面の顕微鏡写真は、図40(a)および40(b)で示されているように、マイクロボイドが存在していることを示す。ペレットに存在する湿気により、加工中にボイドが生じることがある。したがって、ボイド付近の応力集中の増加は、ナノコンポジット引張試験片の強度の減少に寄与した。破断面顕微鏡写真の図40(b)で示されているように、ボイドからの亀裂の開始点により、この観察が確認される。
ボイドを画像化するための非破壊代替法は、超音波画像化である。超音波「バルクスキャン」からの引張試験片の超音波顕微鏡写真は、図43で示されている。これらの顕微鏡写真は、引張試験片の長さに沿ってボイドが存在することを示す。顕微鏡写真に基づいて、ボイドは加工によるものであると推測される。さらに、超音波画像化試料の密度を、機械的試験と比較して、密度の偏りはボイドが存在することによると確認した。
ナノコンポジットの溶融および結晶化挙動をDSC測定により分析した。図44は、二軸スクリュー配合したペレットのGNP重量分率に対してプロットした、第2の加熱サイクルからのガラス転移(Tg)および溶融温度(Tm)ならびに、第1の冷却サイクルからの結晶化温度(Tc)を提示している。溶融温度は、GNPの増加に応じてより高い値にシフトしたが、ガラス転移は、15%の重量分率を除いて、低下傾向を示した。図44で示されているガラス転移温度の低下は、PETマトリックスの内側のナノプレートレットが凝集するためであり得る。凝集したプレートレットは、可塑剤として作用し、ガラス転移温度に影響を与え得る。
PETにおけるナノプレートレットの分散の程度を理解するために、ナノコンポジットの溶融レオロジーを研究した。二軸スクリュー配合によるナノコンポジットペレットの、対照PETと併せた動的周波数掃引は、図51で提示されている。PETのせん断貯蔵弾性率(G’)は、周波数に対して直線的に低下した。PETにグラフェンナノプレートレットを添加することにより、係数(G’)が改善した。PET−2%GNPナノコンポジットペレットのケースでは、係数(G’)は、線形領域(依存)から0.3rad/秒未満のプラトー(角周波数に依存しない)に転移した。5%ナノコンポジットに対するこの転移点は、64rad/秒の周波数まで移動した。GNP重量分率が10%および15%のナノコンポジットは、1.6mmの間隔(平行プレートの間の溶融物の厚さ)で320℃にて試験した場合でさえ、剛体挙動を呈した。図52に図示されているように、二軸スクリューで配合されたPET−GNPナノコンポジットに対する浸透限界(φper)は、2%および5%試料で0.1rad/秒のG’値の線形回帰に基づいて、1.75重量%(1.1体積%)と判定された。浸透限界でのナノプレートレットアスペクト比は、等式(8)に基づいて40と評価された。
単一層グラフェンは、高強度および剛性について公知である。それにも関わらず、ここでは、グラフェンナノプレートレットのみを単一層グラフェンに分散させることが実現しなかった。混合物の分画の一部は、単一層の傾向があるが、大多数はそうではなかった。多層グラフェンにおける研究は、層の数が10未満である場合は、性質は、単一層のものと同様のものであることを示していた。数層を超えるナノプレートレットのケースでは、機械的な挙動はグラファイトフレークと同様であると見出された。この理由としては、高度に配向されているグラファイトと同様に、グラフェンナノプレートレットの係数が0.795TPaであることが考えられる。
ポリエチレンテレフタレート−グラフェンナノプレートレットナノコンポジットを、射出成形により調製した。二軸配合および超音波二軸スクリュー配合からのマスターバッチペレットは、機械的性質および熱的性質に特徴付けられる。この章では、PET性質に対する超音波の効果、グラフェンおよびPETの間の相互作用のタイプ、性質の変化に隠れた機構、配合および射出成形の効果、ならびにナノコンポジットの評価におけるマイクロ機械モデルの適用可能性が論じられている。
現行の研究には、超音波押出を使用して、グラフェンナノプレートレットをPETマトリックス中に分散させた。超音波のPETに対する効果を理解するために利用できる文献はないので、ここでは超音波処理したPETも分析した。超音波押出中、ポリマーに適用されたエネルギー(超音波の形態で)は、音響キャビテーションの結果として、溶融温度を局所的に上昇させ得る。キャビテーションは、ナノプレートレットの剥がれを促すだけではなく、ポリマーを潜在的に変化させることもできる。超音波処理したPETにおけるGPC測定からの平均分子量は、超音波振幅の増加に応じて分子量が低下したことを指し示す。
ナノ強化材の選択において、ポリマーとの適合性は、重要な要因の1つである。2つのポリマーは、表面エネルギーの差が少ない場合、適合性(または混和性であって均質な混合物を形成する。)と考えられる。表面エネルギーの差の増加は、相分離を引き起こし得る。同様に、ポリマーおよびナノ強化材の間の類似した表面エネルギーは、分散を促す。PETは、分子鎖にC=O結合が存在するためわずかに極性である。PETの表面エネルギーは、41.1mJ/m2である。グラフェンの表面エネルギーは、46.7mJ/m2で類似している。グラフェンは、PETより高く、疎水性であるが、グラフェンは酸化グラフェン(62.1mJ/m2)およびグラファイト(54.8mJ/m2)よりもさらに近くなる。これは、グラフェンを、PETにより適合性のナノ強化材として位置付けさせる。一般に、グラフェンは、個々のシートとして任意のポリマーマトリックス中に分散させることは困難と考えられる。これは、表面エネルギーを最小化するために凝集する傾向を示す。したがって、異なる混合技術により適用される外部エネルギーは、凝集の妨害、およびそれらをポリマーマトリックス中に分布させるのに必要である。先に言及されているように、PETは、高い溶融温度を有し、高度に粘性があるポリマーである。これにより、グラフェンナノプレートレットを分散させるために、二軸スクリューおよび超音波二軸スクリュー混合技術を選択するようになった。
PET−GNPナノコンポジットは、図31で実証されているようにヤング率の改善を示した。ナノコンポジットの係数のこの上昇は、PETからGNPへの有効な応力の伝達のために発生する。そのような剛性強化に対して、ポリマーおよび強化材の間での荷重伝達は、界面の強度により管理され、これは接着の熱力学的作業(Wα)に直接比例する。PETおよびグラフェンの間の接着エネルギーは、以下の等式(21)により84.6 mJ/m2と判定された。グラフェンの合計の表面エネルギーは、46.7 mJ/m2である。PET表面エネルギーの極性および非極性成分は、2.7mJ/m2および38.4mJ/m2と見出された。
Hui−Shia式に基づくマイクロ機械モデルは、Halpin−Tsaiと比較して、ほぼ予測されているナノコンポジットの性質を有する。はじめに、結晶性ドメインを非晶質マトリックス中の強化材相とみなすことにより、半結晶性ポリマーの性質をモデル化するために、これらが開発された。これらのマイクロ機械モデルは、マイクロコンポジットをモデル化するために後に適合された。上述のモデルの重要な仮定は:ポリマーおよび強化材の間の均一な界面、荷重方向における配向および強化材の均一なアスペクト比である。それにも関わらず、ナノコンポジット中に分散したナノプレートレットは、図62および63(b)で図示されているナノ断層撮影から観察されるように、荷重軸(すなわち、射出方向)に沿って完全に配向されていない。例えば、ナノコンポジット引張試験片において、GNP配向は、流れ応力のため、表面から200μmの深さまでしか目撃されず、また、引張チューブのケースでは、これはきわめて浅い(表面から15μmの深さ)。これは、ナノコンポジットのバルク核は、より無作為に配向されているナノプレートレットを有することを示す。射出成形速度および冷却速度の増加は、ナノプレートレットの配向を限定した。
油冷成形からのナノコンポジットの引張試験片は、およそ20%の結晶化度を呈した。冷却速度が速い高速射出成形システムを使用して、射出成形中に、PETの結晶化に関して制御しやすいナノコンポジット引張チューブが調製された。このプロセスにより、GNP重量分率が2%から0.5%のナノコンポジットが調製され、試験された。プロセス(水冷および油冷射出成形)の両方からの、図31および33で指し示されているGNPが2%のナノコンポジットの係数を比較すると、係数はプロセスの変化に応じて改善したことが示される。GNPが2%の引張チューブに対して、係数は、2.5GPa(PETの非晶質係数)から3.1GPa(引張試験片より7%高い)に増加した。別の重要な観察は、2%ナノコンポジットにおけるボイドの存在が、係数に対して効果をほとんど有していないことであった。一方、(加工からの)ボイドの存在は、早期の破壊および強度の減少を引き起こした。図40および41で示されている、ナノコンポジット破断面のSEM顕微鏡写真から観察されるように、ボイドは、応力集中点として作用し、破壊を引き起こした。GNP重量分率が低いナノコンポジット引張チューブの強度は、図33で示されているように最小限の増加を表した。
図38で提示されている二軸スクリュー配合および超音波配合から調製されるナノコンポジットの性質の比較は、最適な混合アプローチの識別に役立つ。係数に関しては、5μmおよび7.5μmの超音波振幅は、最大の改善を示したことが観察された。しかし、係数におけるこの改善は、二軸スクリューで配合された材料からのナノコンポジットと比較して、著しく異ならない。これは、超音波処理では、グラフェンナノプレートレットの分散を改善する利点が得られなかったことを指し示す。両方のプロセスからの5%グラフェンナノコンポジットペレットの分子量のデータは、図26で示されているように、PET平均分子量において類似した下落を指し示す。さらに、グラフェンの存在が、押出プロセスに由来する分子量の下落に拍車をかけることが観察されている。これは、グラフェンナノプレートレットの熱伝導性が高く、それにより、PETが迅速に加熱され、通常の加熱条件下で鎖の損傷が引き起こされるためであり得る。
in−situ重合したPETナノコンポジットは、グラフェンナノプレートレットの表面積が、PETの結晶化挙動の差の原因となり得ることを示唆する。ナノコンポジットの機械的性質に関して、それらの差は、結論を下せるほど顕著ではない。音波処理により分散されたナノプレートレットは、異なる寸法のプレートレットを含有し、利用できる平均表面積を変化させたナノプレートレットのアスペクト比を広範に分布させると考えられる。遠心分離による大きさの選択的アプローチの適用は、ナノプレートレット表面積の効果を理解する際に役立ち得る。
PETの機械的挙動は、結晶化度のタイプ:球状結晶化および延伸結晶化に左右される。PET結晶の係数は、共有結合の変形に基づいて146GPaと計算された。PETの性質の改善におけるアプローチの1つは、加工法から結晶化度を上昇させることである。二軸延伸により得られたPETフィルム試料は、45%結晶化度で5.4GPaを示す。これとナノコンポジットと比較すると、10%のGNP重量分率のみで係数は5.3GPaであった。剛性がPET結晶の5.5倍である強化材の場合、GNP添加による改善は、自己強化(延伸結晶化)PETのものと同等である。同一の二軸延伸された試料に関して、最大分子の配向に沿って試験された場合、方向は、約9.1GPa係数を示した。これは、ナノコンポジットの加工中にグラフェンナノプレートレットに配向を誘導して、性質をさらに改善できることを指し示している。
ポリ(エチレンテレフタレート)−グラフェンナノプレートレット(PET−GNP)ナノコンポジットは、射出成形により実証された。本明細書に記載されているように、PET−GNPナノコンポジットは、分散、機械的および熱的性質について評価された。したがって、PET−GNPナノコンポジットは、ヤング率において、0.5%のGNP重量分率での8%から、15%のGNP重量分率での224%の範囲の飛躍的な改善を示し、PETの強度に影響を与えない。グラフェンナノプレートレットを、2%を超える重量分率で添加すると、PETの破壊歪みに影響を与えることが見出された。さらに、用いられる特定の成形システムは、ナノコンポジットの最終的な性質に影響を与える際に、有意な役割を果たす。詳細には、高速射出成形により作られたナノコンポジットにより、相対的に改善した係数が得られる。
Claims (13)
- グラフェン強化ポリエチレンテレフタレートを調製する方法であって、
グラフェンナノプレートレットが分散しているポリエチレンテレフタレートを配合して、1つ以上のマスターバッチペレットを得るステップであって、40kHzで作用する超音波ホーンを装備した同方向回転二軸スクリューマイクロ超音波配合機を使用して、前記1つ以上のマスターバッチペレットが得られるように5%の重量分率でグラフェンナノプレートレットが分散しているポリエチレンテレフタレートを配合することで、前記ポリエチレンテレフタレートの靱性が向上する、ステップ;および
ポリエチレンテレフタレート−グラフェンナノプレートレットのナノコンポジットを形成するステップであって、前記ポリエチレンテレフタレート−グラフェンナノプレートレットのナノコンポジットが、0.5%から15%の範囲のグラフェンナノプレートレット重量分率を有する、ステップ
を含む、方法。 - 前記ポリエチレンテレフタレート−グラフェンナノプレートレットのナノコンポジットが、射出成形プロセスを使用して調製される、請求項1に記載の方法。
- 前記同方向回転二軸スクリューマイクロ超音波配合機において、音響キャビテーションの結果として溶融温度を局所的に上昇させるように、超音波を前記ポリエチレンテレフタレート−グラフェンナノプレートレットに付与する、請求項1に記載の方法。
- 前記超音波が、5μmの超音波振幅を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記超音波が、7.5μmの超音波振幅を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記重量分率が、ヤング率の改善をもたらすが、前記ポリエチレンテレフタレートの強度には影響を与えない、請求項1に記載の方法。
- マスターバッチペレットを使用して形成されるポリエチレンテレフタレート−グラフェンナノプレートレットのナノコンポジットを含む射出成形組成物であって、前記マスターバッチペレットが、二軸スクリューおよび超音波配合技術の組合せを使用して溶融配合され、該溶融配合が、40kHzで作用する超音波ホーンを装備した同方向回転二軸スクリューマイクロ超音波配合機を使用して、前記マスターバッチペレットが得られるように5%の重量分率でグラフェンナノプレートレットが分散しているポリエチレンテレフタレートを配合することで、前記ポリエチレンテレフタレートの靱性が向上する、射出成形組成物。
- 前記ポリエチレンテレフタレートグラフェンナノプレートレットのナノコンポジットが、0.5%から15%の範囲のグラフェンナノプレートレット重量分率を有する、請求項7に記載の組成物。
- 前記ポリエチレンテレフタレート−グラフェンナノプレートレットのナノコンポジットが、射出成形プロセスを使用して調製される、請求項7に記載の組成物。
- 前記同方向回転二軸スクリューマイクロ超音波配合機において、音響キャビテーションの結果として溶融温度を局所的に上昇させるように、超音波を前記ポリエチレンテレフタレート−グラフェンナノプレートレットに付与する、請求項7に記載の組成物。
- 前記超音波が、5μmの超音波振幅を含む、請求項10に記載の組成物。
- 前記超音波が、7.5μmの超音波振幅を含む、請求項10に記載の組成物。
- 前記重量分率が、ヤング率の改善をもたらすが、前記ポリエチレンテレフタレートの強度には影響を与えない、請求項10に記載の組成物。
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562134482P | 2015-03-17 | 2015-03-17 | |
US62/134,482 | 2015-03-17 | ||
US201562190193P | 2015-07-08 | 2015-07-08 | |
US62/190,193 | 2015-07-08 | ||
PCT/US2016/022965 WO2016149550A1 (en) | 2015-03-17 | 2016-03-17 | Graphene reinforced polyethylene terephthalate |
US15/073,477 | 2016-03-17 | ||
US15/073,477 US9957360B2 (en) | 2015-03-17 | 2016-03-17 | Graphene reinforced polyethylene terephthalate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018510258A JP2018510258A (ja) | 2018-04-12 |
JP6745288B2 true JP6745288B2 (ja) | 2020-08-26 |
Family
ID=56919385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017568017A Expired - Fee Related JP6745288B2 (ja) | 2015-03-17 | 2016-03-17 | グラフェン強化ポリエチレンテレフタレート |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9957360B2 (ja) |
EP (1) | EP3271417A4 (ja) |
JP (1) | JP6745288B2 (ja) |
KR (1) | KR20170130466A (ja) |
AU (3) | AU2016232854B2 (ja) |
CA (1) | CA2980971A1 (ja) |
CO (1) | CO2017009557A2 (ja) |
MX (1) | MX2017011941A (ja) |
WO (1) | WO2016149550A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012151433A2 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Polyethylene terephthalate-graphene nanocomposites |
CN113150505A (zh) * | 2015-03-17 | 2021-07-23 | 尼亚加拉装瓶有限责任公司 | 石墨烯增强的聚对苯二甲酸乙二醇酯 |
WO2016149550A1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | Niagara Bottling, Llc | Graphene reinforced polyethylene terephthalate |
KR20180040579A (ko) * | 2015-07-08 | 2018-04-20 | 나이아가라 바틀링, 엘엘씨 | 그래핀 보강된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 |
KR20180040580A (ko) * | 2015-07-08 | 2018-04-20 | 나이아가라 바틀링, 엘엘씨 | 그래핀 보강된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 |
KR101965990B1 (ko) * | 2015-10-27 | 2019-04-04 | 지난 셩취엔 그룹 쉐어 홀딩 코., 엘티디. | 복합 폴리에스테르 재료, 복합 폴리에스테르 섬유 및 그 제조방법과 용도 |
US10623846B2 (en) * | 2016-12-06 | 2020-04-14 | Bose Corporation | Earpieces employing viscoelastic materials |
CN109391873A (zh) * | 2017-08-10 | 2019-02-26 | 深圳清华大学研究院 | 石墨烯增强pet塑料声学振膜的扬声器信号调理*** |
US10434704B2 (en) | 2017-08-18 | 2019-10-08 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Additive manufacturing using polyurea materials |
US11037592B2 (en) * | 2017-12-07 | 2021-06-15 | Toyobo Co., Ltd. | Resin film with controlled youngs modulus |
JP2021523271A (ja) * | 2018-05-09 | 2021-09-02 | ナイアガラ・ボトリング・リミテツド・ライアビリテイー・カンパニー | 改善された分散体に由来するポリ(エチレンテレフタレート)グラフェンナノコンポジット |
AU2020256188A1 (en) * | 2019-04-01 | 2021-11-04 | Niagara Bottling, Llc | Graphene polyethylene terephthalate composite for improving reheat energy consumption |
MY193717A (en) | 2019-04-25 | 2022-10-26 | Univ Kebangsaan Malaysia | Method of manufacturing graphene infused polyethylene terephthalate (pet) |
WO2021041493A1 (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | Xg Sciences, Inc. | Graphene-polymer matrix composite materials with controlled intrinsic viscosity and preparation method thereof |
CA3147979A1 (en) | 2019-08-29 | 2021-03-04 | Dow Global Technologies Llc | Method of making a homogeneous mixture of polyolefin solids and an organic peroxide |
WO2021041502A1 (en) | 2019-08-29 | 2021-03-04 | Dow Global Technologies Llc | Method of making a homogeneous mixture of polyolefin solids and carbon solids |
CN114341234A (zh) | 2019-08-29 | 2022-04-12 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 制成聚烯烃固体与液体添加剂的均质混合物的方法 |
CA3147977A1 (en) | 2019-08-29 | 2021-03-04 | Dow Global Technologies Llc | Method of making a homogeneous mixture of polyvinyl chloride solids and additive |
CN111718563A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-29 | 黎明职业大学 | 一种灯具用强韧与高导热的pbt复合材料及其制备方法 |
CN113185664B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-11-11 | 成都普美怡科技有限公司 | 一种改良聚氨酯泡沫及其制备方法 |
US11564340B2 (en) | 2020-11-18 | 2023-01-24 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for an enclosure that provides EMI shielding and heat sinking to an electronic assembly of a vehicle |
KR102518029B1 (ko) * | 2021-03-25 | 2023-04-04 | 김헌상 | 폴리에스터용 마스터 배치 조성물 및 그 조성물이 함유된 폴리에스터 원사 |
WO2022271670A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | Regents Of The University Of Minnesota | Copolymers and degradable plastics including salicylates |
US20230055430A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-23 | Li Jia | Supramolecular additives for semicrystalline plastics |
Family Cites Families (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT289391B (de) | 1966-12-30 | 1971-04-26 | Alpine Chemische Ag | Verfahren zur Herstellung von Polyestern und Copolyestern |
US3487049A (en) | 1967-01-04 | 1969-12-30 | Du Pont | Process for producing polyethylene terephthalate |
BE757965A (fr) | 1969-11-06 | 1971-04-23 | Amp Inc | Connecteur electrique |
FR2173075B1 (ja) | 1972-02-22 | 1976-09-10 | Eastman Kodak Co | |
JPS5729496B2 (ja) | 1973-05-10 | 1982-06-23 | ||
US3907754A (en) | 1974-06-19 | 1975-09-23 | Eastman Kodak Co | Process and catalyst-inhibitor system for preparing synthetic linear polyester |
US3962189A (en) | 1974-11-01 | 1976-06-08 | Eastman Kodak Company | Process and catalyst-inhibitor systems for preparing synthetic linear polyesters |
CA1057734A (en) | 1974-11-01 | 1979-07-03 | Nicholas C. Russin | Process and catalyst-inhibitor systems for preparing synthetic linear polyesters |
DE2507776C2 (de) | 1975-02-22 | 1983-09-22 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Schnellkristallisierende Poly(äthylen/alkylen)-terephthalate |
US4010145A (en) | 1975-05-12 | 1977-03-01 | Eastman Kodak Company | Process and catalyst inhibitor systems for preparing synthetic linear polyesters |
JPS5542841A (en) | 1978-09-25 | 1980-03-26 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Manufacture of polyolefin containing inorganic filler |
US4501878A (en) | 1984-01-30 | 1985-02-26 | Eastman Kodak Company | Process for the preparation of high molecular weight polyesters |
JP2939284B2 (ja) * | 1989-04-25 | 1999-08-25 | 出光興産株式会社 | 成形材料の可塑化方法及びその装置 |
US5019640A (en) | 1989-10-23 | 1991-05-28 | Hoechst Celanese Corporation | Producing a polyethylene terephthalate based polymer from a lower dialkyl ester of a dicarboxylic acid and a glycol |
US20070216067A1 (en) * | 2000-01-21 | 2007-09-20 | Cyclics Corporation | Macrocyclic polyester oligomers as carriers and/or flow modifier additives for thermoplastics |
US6713600B1 (en) | 2003-01-14 | 2004-03-30 | The University Of Akron | Ultrasound assisted process for increasing the crystallinity of slow crystallizable polymers |
US7199210B2 (en) | 2003-11-28 | 2007-04-03 | Futura Polymers, A Division Of Futura Polyesters Limited | Process for the preparation of polyethylene terephthalate (PET) |
US7556746B2 (en) | 2004-06-03 | 2009-07-07 | Nantero, Inc. | Method of making an applicator liquid for electronics fabrication process |
US20060148959A1 (en) * | 2004-12-06 | 2006-07-06 | Avraam Isayev | Process for preparing polymer nanocomposites and nanocomposites prepared therefrom |
JP4896422B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2012-03-14 | 燕化学工業株式会社 | 微細炭素繊維含有樹脂組成物の製造方法 |
US20090275689A1 (en) * | 2006-06-05 | 2009-11-05 | The University Of Akron | Ultrasound assisted continuous process for dispersion of nanofibers and nanotubes in polymers |
CN101553607A (zh) | 2006-09-01 | 2009-10-07 | 加利福尼亚大学董事会 | 热塑性聚合物微纤维、纳米纤维以及复合材料 |
JP2008143105A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 樹脂への超音波振動付与装置、この超音波振動付与装置を用いて製造した樹脂組成物 |
JP5328104B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2013-10-30 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 絶縁電線の製造方法 |
US8414792B2 (en) | 2008-09-09 | 2013-04-09 | Sun Chemical Corporation | Carbon nanotube dispersions |
JP5158446B2 (ja) | 2008-09-24 | 2013-03-06 | 株式会社豊田中央研究所 | 樹脂組成物 |
KR101751459B1 (ko) | 2009-03-16 | 2017-06-27 | 보르벡크 머터리얼스 코포레이션 | 강화된 중합체 물품 |
MX2009003842A (es) | 2009-04-08 | 2010-10-13 | Nanosoluciones S A De C V | Proceso continuo asistido por ultrasonido de frecuencia y amplitud variable, para la preparacion de nanocompuestos a base de polimeros y nanoparticulas. |
US8226801B2 (en) | 2009-07-27 | 2012-07-24 | Nanotek Instruments, Inc. | Mass production of pristine nano graphene materials |
JP5007371B1 (ja) * | 2010-09-03 | 2012-08-22 | 積水化学工業株式会社 | 樹脂複合材料及び樹脂複合材料の製造方法 |
WO2012151433A2 (en) | 2011-05-03 | 2012-11-08 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Polyethylene terephthalate-graphene nanocomposites |
US20130011652A1 (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Abraham Juergen | Paper machine clothing having monofilaments with nano-graphene platelets |
EP2970627A4 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-23 | Reliance Ind Ltd | POLYMER-GRAPH-NANO COMPOSITES |
CN103242630B (zh) * | 2013-05-20 | 2015-05-06 | 嘉兴学院 | 一种聚对苯二甲酸乙二酯(pet)基电磁屏蔽复合材料及其制备方法 |
CN103710790A (zh) | 2013-12-30 | 2014-04-09 | 厦门翔鹭化纤股份有限公司 | 一种抗静电、抗菌、石墨烯增强的复合聚酯纤维及其制备方法 |
CN113150505A (zh) * | 2015-03-17 | 2021-07-23 | 尼亚加拉装瓶有限责任公司 | 石墨烯增强的聚对苯二甲酸乙二醇酯 |
WO2016149550A1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | Niagara Bottling, Llc | Graphene reinforced polyethylene terephthalate |
KR20180040580A (ko) * | 2015-07-08 | 2018-04-20 | 나이아가라 바틀링, 엘엘씨 | 그래핀 보강된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 |
-
2016
- 2016-03-17 WO PCT/US2016/022965 patent/WO2016149550A1/en active Application Filing
- 2016-03-17 AU AU2016232854A patent/AU2016232854B2/en active Active
- 2016-03-17 EP EP16765786.5A patent/EP3271417A4/en active Pending
- 2016-03-17 US US15/073,477 patent/US9957360B2/en active Active
- 2016-03-17 KR KR1020177029192A patent/KR20170130466A/ko not_active Application Discontinuation
- 2016-03-17 MX MX2017011941A patent/MX2017011941A/es unknown
- 2016-03-17 JP JP2017568017A patent/JP6745288B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-03-17 CA CA2980971A patent/CA2980971A1/en active Pending
-
2017
- 2017-09-21 CO CONC2017/0009557A patent/CO2017009557A2/es unknown
-
2018
- 2018-03-27 US US15/937,670 patent/US10738167B2/en active Active
-
2020
- 2020-09-30 AU AU2020244500A patent/AU2020244500B2/en active Active
-
2023
- 2023-03-08 AU AU2023201451A patent/AU2023201451A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CO2017009557A2 (es) | 2017-12-15 |
JP2018510258A (ja) | 2018-04-12 |
US10738167B2 (en) | 2020-08-11 |
MX2017011941A (es) | 2018-06-15 |
US20180215881A1 (en) | 2018-08-02 |
WO2016149550A1 (en) | 2016-09-22 |
US20170081482A1 (en) | 2017-03-23 |
US9957360B2 (en) | 2018-05-01 |
KR20170130466A (ko) | 2017-11-28 |
AU2020244500A1 (en) | 2020-10-29 |
EP3271417A1 (en) | 2018-01-24 |
EP3271417A4 (en) | 2018-12-05 |
AU2023201451A1 (en) | 2023-04-13 |
AU2020244500B2 (en) | 2022-12-08 |
AU2016232854A1 (en) | 2017-10-05 |
CA2980971A1 (en) | 2016-09-22 |
AU2016232854B2 (en) | 2020-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6745288B2 (ja) | グラフェン強化ポリエチレンテレフタレート | |
JP6742580B2 (ja) | グラフェン強化ポリエチレンテレフタレート | |
US20210023749A1 (en) | Graphene reinforced polyethylene terephthalate | |
Du et al. | Tensile and flexural properties of graphene oxide coated-short glass fiber reinforced polyethersulfone composites | |
US20220081508A1 (en) | Poly(ethylene terephthalate)-graphene nanocomposites from improved dispersion | |
Shabafrooz et al. | Graphene/polyethylene terephthalate nanocomposites with enhanced mechanical and thermal properties | |
Rasana et al. | Non-isothermal crystallization kinetics of polypropylene/short glass fibre/multiwalled carbon nanotube composites | |
Aumnate et al. | Reinforcing polypropylene with graphene-polylactic acid microcapsules for fused-filament fabrication | |
TWI633995B (zh) | 高衝擊強度聚丙烯複合物 | |
Rahmanian et al. | Growth of carbon nanotubes on silica microparticles and their effects on mechanical properties of polypropylene nanocomposites | |
EP3790734A1 (en) | Poly (ethylene terephthalate)-graphene nanocomposites from improved dispersion | |
Bandla | Injection Molded Poly (Ethylene Terephthalate)-Graphene Nanocomposites | |
Lee et al. | Effects of maleination and heat treatment on morphology and dynamic mechanical thermal behavior of polypropylene/organoclay nanocomposites | |
Liu | Processing, Structure and Properties of Nanocarbon/Polypropylene Nanocomposites | |
Vivek | Ternary Polymer Blends Involving Self-Reinforcing Liquid Crystalline Polymer Fibrils Containing Carbon Nanotubes Reinforcement | |
Gao | Ultrasound Assisted Extrusion and Properties of Polycarbonate/Carbon Nanotubes Composites and Cast Films | |
KAYNAR | EFFECTS OF POLYHEDRAL OLIGOMERIC SILSESQUIOXANE REINFORCED POLYPROPYLENE (PP) NANOCOMPOSITES ON THE THERMAL, MECHANICAL, AND OPTICAL PROPERTIES OF PP |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20171117 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20171117 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200121 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200420 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200612 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200714 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200803 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6745288 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |