2. Materials and MethodsThe CNT was

2. Materials and Methods

The CNT was purchased from Cheap Tube Inc., 112 Mercury Drive, Brattleboro, VT 05301, USA. The specifications of CNT are as follows: range of diameter 20–30 nm, length of the tube 10–30 μm, and purity >95 wt%. The density of CNT is 2.1 g/cm3. The HDPE pellets (HDPE HMA 014) were obtained from ExxonMobil Corporation, USA. The melt flow index and density of the HDPE pellets are 4.0 g/10 min (ASTM D4101-10) and 0.960 g/cm3, respectively. The CNT surface was functionalized with phenol and 1-octadecanol (both were purchased from Sigma Aldrich, USA) by techniques as reported earlier by Thomas et al. [23, 24].

HDPE was melt blended with 1, 2, 3, 4, 5, and 7 wt% of pristine and functionalized CNT using a Brabender mixer at 150°C for 10 min at a rotor speed of 120 rpm. The blended mixtures were then hot pressed at 150°C under 9 MPa using Carver hot-press.

ARES controlled strain rheometer (TA Instruments) was used for all rheological measurements. It was equipped with heavy transducer (range 0.02–20 N for normal force; 2 × 10−5 to 2 × 10−1 Nm for torque). The linear and nonlinear viscoelastic experiments were performed using 25 mm parallel plates. The plates were heated for at least 20 min to stabilize the temperature. For reproducibility of results, a presteady shear rate of 0.1 s−1 was applied for 20 s for all the tests in the parallel plates and time delay of 100 s before the actual tests. Dynamic oscillation frequency sweep of 0.015–100 rad/s in the linear viscoelastic range (strain 2%) with parallel plate under nitrogen atmosphere were done at 200°C. The samples were left to equilibrate for 5 min prior to each measurement. The steady shear viscosity measurements of the samples were done in parallel-plate geometry with a diameter of 25 mm at 200°C at strain rates ranging from 0.01 to 100 s−1.

3. Results

Figure 1 shows the frequency dependence of the dynamic viscosity at different loadings of CNT and modified CNT in the HDPE composites. HDPE shows the typical rheological flow in the experimental frequencies. Incorporation of CNT at 1 wt% loading reduces the dynamic viscosity in the low frequency region. As for the 2 wt% loading, the dynamic viscosity of functionalized CNT slightly reduces but the pristine CNT viscosity increases. In the case of 3 wt% loading of the nanofillers, the viscosity of HDPE increases in the whole range of frequencies studied, but the effect is less pronounced in the case of functionalized CNT. In the case of 4 wt% loading, the viscosity of HDPE increases in the whole range of frequencies, but the increase is well noticed in the pristine CNT and phenol. As the filler loading increases to 5 and 7 wt%, the dominant role of the hydrodynamic factor (i.e., increase in relative effect of hydrodynamic forces with respect to the Brownian contribution) becomes more apparent, and viscosity showed a sharp increase at all frequencies on incorporation of both CNT and modified CNT.

Kết quả (Việt) 1:

2. tài liệu và phương phápCNT đã được mua từ giá rẻ ống Inc, 112 Mercury Drive, Brattleboro, VT 05301, Hoa KỲ. Thông số kỹ thuật của CNT là như sau: phạm vi của đường kính 20-30 nm, chiều dài của ống 10-30 μm, và độ tinh khiết > 95 wt %. Mật CNT là 2,1 g/cm3. Bột viên HDPE (HDPE HMA 014) được lấy từ công ty ExxonMobil, MỸ. Tan chảy chỉ số và mật độ bánh HDPE là 4.0 g/10 min (ASTM D4101-10) và 0.960 g/cm3, tương ứng. Bề mặt CNT ngành với phenol và 1-octadecanol (cả hai đều đã được mua từ Sigma Aldrich, Hoa KỲ) bởi các kỹ thuật như báo cáo trước đó bởi Thomas et al. [23, 24].HDPE làm tan pha trộn với 1, 2, 3, 4, 5 và 7 wt % nguyên sơ và ngành CNT bằng cách sử dụng một máy trộn Brabender ở 150° C trong 10 phút tại một rotor tốc độ 120 vòng/phút. Hỗn hợp pha trộn sau đó bị nóng ép ở 150° C dưới 9 MPa sử dụng bể Carver-báo chí.ARES kiểm soát căng thẳng rheometer (TA dụng cụ) được sử dụng để đo lường lưu biến tất cả. Nó được trang bị với bộ biến nặng (khoảng 0,02-20 N cho bình thường lực lượng; 2 × 10−5 2 × 10−1 Nm cho mô-men xoắn). Tuyến tính và phi tuyến viscoelastic thí nghiệm đã được thực hiện bằng cách sử dụng tấm song song 25 mm. Các tấm được làm nóng cho ít nhất 20 phút để ổn định nhiệt độ. Reproducibility kết quả, một tỷ lệ presteady cắt 0.1 s−1 được áp dụng cho 20 s cho tất cả các bài kiểm tra trong tấm song song và thời gian trễ 100 s trước các bài kiểm tra thực tế. Dao động tần số quét 0.015-100 rad/s trong phạm vi tuyến tính viscoelastic (căng thẳng 2%) với mảng song song theo nitơ khí quyển đã được thực hiện ở 200° C. Các mẫu còn lại equilibrate cho 5 phút trước khi đo lường mỗi. Các số đo độ nhớt ổn định cắt của các mẫu đã được thực hiện song song-tấm hình học với đường kính 25 mm ở 200° C ở mức căng thẳng từ 0,01 tới 100 s−1.3. kết quảHình 1 cho thấy tần số phụ thuộc vào độ nhớt năng động tại khác nhau khi CNT và CNT lần trong vật liệu composite HDPE. HDPE cho thấy dòng chảy rheological điển hình trong các tần số thử nghiệm. Kết hợp CNT 1 wt % tải làm giảm độ nhớt năng động trong vùng tần số thấp. Đối với 2 wt % tải, hơi làm giảm độ nhớt năng động của ngành CNT nhưng làm tăng độ nhớt CNT hoang sơ. Trong trường hợp của 3 wt % tải của các nanofillers, độ nhớt của HDPE tăng trong khoảng tần số học, toàn bộ, nhưng hiệu quả là ít rõ nét trong trường hợp của ngành CNT. Trong trường hợp của 4 wt % tải, độ nhớt của HDPE tăng trong phạm vi toàn bộ của các tần số, nhưng sự gia tăng cũng được nhận thấy ở hoang sơ CNT và phenol. Như các phụ tải tăng lên đến 5 và 7 wt %, vai trò chi phối của các yếu tố thủy (ví dụ, tăng tương đối hiệu quả của các lực lượng thủy đối với sự đóng góp Brown) trở nên rõ ràng hơn, và độ nhớt cho thấy một sự gia tăng mạnh tại tất cả các tần số trên kết hợp của cả hai CNT lần CNT.

Kết quả (Việt) 2:

2. Vật liệu và phương pháp

Các CNT đã được mua từ ống giá rẻ Inc., 112 Thủy Drive, Brattleboro, VT 05.301, Hoa Kỳ. Các thông số kỹ thuật của CNT như sau: phạm vi đường kính 20-30 nm, chiều dài của ống 10-30 mm, và độ tinh khiết> 95% trọng lượng. Mật độ của CNT là 2,1 g / cm3. Các viên HDPE (HDPE HMA 014) được lấy từ ExxonMobil Corporation, USA. Chỉ số tan chảy và mật độ của các viên HDPE là 4,0 g / 10 min (ASTM D4101-10) và 0,960 g / cm3, tương ứng. Bề mặt CNT được chức hóa với phenol và 1-octadecanol (cả hai đều được mua từ Sigma Aldrich, USA) bằng các kỹ thuật như báo cáo trước đó của Thomas et al. [23, 24].

HDPE được tan chảy trộn với 1, 2, 3, 4, 5, và 7% trọng lượng của nguyên sơ và chức hóa CNT sử dụng một máy trộn Brabender ở 150 ° C trong 10 phút ở tốc độ rotor 120 rpm. Các hỗn hợp pha trộn sau đó được ép nóng ở 150 ° C dưới 9 MPa sử dụng Carver nóng báo chí.

ARES kiểm soát căng thẳng Rheometer (TA Instruments) đã được sử dụng cho tất cả các phép đo lưu biến. Nó được trang bị các đầu dò nặng (phạm vi 0,02-20 N cho lực bình thường; 2 × 10-5 đến 2 × 10-1 Nm mô-men xoắn cho). Các thí nghiệm viscoelastic tuyến tính và phi tuyến được thực hiện bằng 25 mm tấm song song. Các tấm được nung nóng trong ít nhất 20 phút để ổn định nhiệt độ. Để lặp lại của kết quả, tốc độ cắt presteady 0,1 s-1 đã được áp dụng trong 20 s cho tất cả các xét nghiệm trong các bản song song và thời gian trễ của 100 s trước khi kiểm tra thực tế. Năng động, quét tần số dao động của ,015-100 rad / s trong phạm vi viscoelastic tuyến tính (chủng 2%) với tấm song song dưới bầu không khí nitơ đã được thực hiện ở 200 ° C. Các mẫu còn lại để cân bằng trong 5 phút trước mỗi lần đo. Các phép đo cắt độ nhớt ổn định của các mẫu được thực hiện trong hình học song song tấm với đường kính 25 mm ở 200 ° C ở tốc độ biến dạng khác nhau, 0,01-100 s-1.

3. Kết quả

Hình 1 cho thấy sự phụ thuộc tần số của độ nhớt động ở tải trọng khác nhau của CNT và sửa đổi CNT trong composite HDPE. HDPE cho thấy dòng chảy lưu biến điển hình trong các tần số thực nghiệm. Sự kết hợp của CNT tại 1% trọng tải làm giảm độ nhớt năng động trong khu vực tần số thấp. Đối với 2% trọng lượng tải, độ nhớt động lực của chức hóa CNT hơi giảm nhưng nguyên sơ CNT tăng độ nhớt. Trong trường hợp của 3% trọng lượng tải của nanofillers, độ nhớt của nhựa HDPE tăng trong toàn bộ dải tần số nghiên cứu, nhưng hiệu quả là ít rõ ràng hơn trong trường hợp chức hóa CNT. Trong trường hợp của 4% trọng lượng tải, độ nhớt của nhựa HDPE tăng trong toàn bộ dải tần số, nhưng mức tăng cũng được nhận thấy trong CNT nguyên sơ và phenol. Khi phụ tải tăng đến 5 và 7% trọng lượng, vai trò chi phối của các yếu tố thủy động lực (tức là, tăng cường hiệu lực tương đối của lực lượng thủy động lực đối với sự đóng góp Brown) trở nên rõ ràng hơn, và độ nhớt cho thấy một sự gia tăng mạnh ở tất cả các tần số trên kết hợp của cả hai CNT và sửa đổi CNT.