碳纳米管丝纳米结构的新方法用于增材制造
Fedor Doronin1, Mikhail Savel'ev1, Georgy Rytikov1
1Faculty of Printing Industry, Moscow Polytechnic University, 107023 Moscow, Russia.
Polymers
|May 25, 2024
概括
这项研究引入了一种创新的方法,通过机械混合碳纳米管 (CNTs) 来制造先进的烯-丁-烯 (ABS) 纤维. 这一过程提高了增材制造应用的材料强度和导电性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 增材制造需要具有量身定制性质的先进导线材料.
- 目前用于将碳纳米管 (CNT) 等纳米颗粒纳入聚合物的方法可能是复杂的,并且依赖于溶剂.
研究的目的:
- 开发和描述一种使用单壁碳纳米管 (CNT) 纳米结构化烯-丁-烯酸 (ABS) 纤维的新技术.
- 调查ABS-CNT纤维的纳米结构及其机械和电气性能之间的关系.
- 为了证明在功能组件的增材原型设计中使用这些修改过的纤维的可行性.
主要方法:
- 在没有溶剂的情况下,高速机械混合ABS共聚物颗粒和单壁碳纳米管 (CNT) 粉末.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和数学模拟,对光纤表面的形态分析.
- 由此产生的ABS-CNT光纤的介电和机械性能的表征.
- 在等离子体化学改性PET基板上进行化丝制造 (FFF) 的实验演示.
主要成果:
- 补充1.5质量%的CNT粉末增加了拉伸强度从36 ± 2到42 ± 2MPa.
- 在SEM图像中,较低的电阻与较大的平均比哈尔波幅和形态谱局部半径相关.
- 在经过修改的PET基板上使用CNT修改的纤维成功制造了功能层.
结论:
- 开发的机械混合技术有效地用CNTs纳米结构了ABS纤维.
- 纳米结构显著影响纤维的机械和电气性能.
- 这种方法可以通过增材原型设计创建功能组件,例如负载电池元件.
