Příprava vybraných kompozitů s nanočásticemi patřících do rodiny grafenu

Úvod

Mezi tzv. rodinu grafenu, jak se často tyto sloučeniny v literatuře nazývají, je řazen grafen, grafen oxid (GO), redukovaný grafen oxid (rGO), fullereny a multi a single uhlíkaté nanotrubičky (MWCNT, SWCNT). Dále se do této skupiny řadí určitý typ biocharu, který byl připraven pyrolýzou biomasy společností BIOUHEL.CZ s.r.o. (Zlín). V jeho struktuře byly identifikovány funkční skupiny charakteristické pro rGO (C=O, -COOH, -C-O-C, -OH) a mřížkové uspořádání uhlíku se sumárním vzorcem   C _14-15 O.

Fulleren C₆₀ a MWCNT byly komerčně zakoupeny. GO byl připraven oxidací grafitu, viz experimentální část a rGO byl z něho následně připraven redukcí pomoci kyseliny askorbové, rovněž viz experimentální část.

GO byl získán ve vodní suspenzi, což umožnilo jeho nanášení buď roztěrem, nástřikem, anebo vysušením suspenze na pevný prášek. Ten byl redukován kyselinou askorbovou a následně se z něj připravil rGO. Tyto látky byly výchozím nanokompozitem.

Polymerní nanokompozity na grafenové bázi lze připravit nekovalentní disperzní metodou a to mícháním v roztoku, tavenině, či v některých specifických případech, u kterých lze připravit dle typu polymerní matrice i kompozity s kovalentní vazbou mezi polymerní matricí a plnidlem, což bývá zpravidla u GO [1]. U nekovalentních kompozitů zajištují interakce mezi plnidlem na bázi grafenu a polymerní matricí [2]:

• Van der Waalsovy síly;
• hydrofobní – hydrofilní interakce;
• π-π  interakce;
• vodíkové vazby;
• Coulombické síly mezi polymerem a plnidlem.

Fáze mezi polymerovými matricemi a samotným plnidlem mohou byt separovány, interkalovány, či vzájemně exfoliovány. Kromě úpravy vlastního druhu polymeru, který sám o sobě ovlivňuje právě chování kompozitu, dále závisí na množství a typu grafenové matrice. Všechny výše uvedené skutečnosti následně ovlivňují vlastnosti kompozitu a to [3]:

• mechanické;
• tepelnou stabilitu;
• tepelnou vodivost;
• elektrickou vodivost;
• bariérové schopnosti [4];
• odolnost plynu;
• rozměrovou stabilitu.

Modifikované polymery, lze využít oproti mateřskému polymeru v řadě aplikací, jako jsou [2]:

• senzory plynů (CH₄, NH₃,H₂S), organických látek (např. acetylen, aceton, LPG) a vlhkosti;
• plynové bariéry (membrány) [4];
• fotovoltaické aplikace a sluneční články;
• retardéry hoření [5];
• implantáty;
• segment v zařízeních, kde se žádoucí změna mechanických vlastnosti (např. meze pružnosti).

Jako plnivo kompozitu do polymerní matice byly v našem případě použity uhlíkaté sloučeniny jako grafen oxid (GO), biochar, redukovaný grafen oxid (rGO), fulleren (C₆₀), multiuhlíkaté trubičky MWCNT. Kompozity byly připraveny klasickým způsobem přípravy t.j. polymerace in situ, kdy byl před polymerací zajištěn přímý kontakt monomeru s kompozitem před vlastní polymerací. Další dílčí experimenty, popsané v tomto příspěvku, lze nazvat jako povrchové nanesení C- nanomateriálů na povrch polydimethylsiloxanu. Byl aplikován přímý kontakt GO a rGO ve formě fólie a prášku, biocharu na elastomer s následnou polymerací při teplotě 80-90 °C. Ve spolupráci s TU-Liberec byl zaveden GO a biochar do olygomeru vinylbutyralu, který byl následně zvlákněn pomocí technologie „electrospinning“.

Materiál a metody

1. chemikálie a přístroje
   • silikonový elastomer sylgard 184 Dow Corning;
   • tvrdilo (tužidlo) Dow Corning;
   • polydimethylsiloxan, Michigan, USA Dowcoring Comporation Michigan (PDMS);
   • polyvinilbutyral (PVB), Sigma – Aldrich;
   • biochar- produkt pyrolýzy biomasy [6];
   • grafen oxid -připravený oxidací grafitu [7];
   • redukovaný grafen oxid (rGO) - připravený redukcí grafen oxidu pomocí kyseliny askorbové [8];
   • fulleren C₆₀ - dodávka od SES Research, Houston, USA (čistota 99,5 %);
   • více vrstevnaté nanotrubičky (MWCNT)- dodávka od Joint Research Centre, Institute of Health and Consumer Protection, Via. E. Fermi 2749, I-21027 Ispra (VA) Italy;
2. použité přístroje
   • Mikroskop Twist Digital Microscope Learning Resource, Inc. USA;
   • Skenovací elektronový mikroskop FEI QUANTA 650 FEG (FEI USA);
   • TGA a DSC Metter Toledo;
   • Trhací zařízení FPZ 10/1;
   • Měření proudu (odporu) KEITHLEY 6517 ELECTROMETER/HIGH RESISTANCE SYST;

Postup přípravy:

1. Do kádinky 50 ml se vloží sylgard 184 a přidá se kompozitní materiál. Vzájemné váhové poměry kompozitů udává Tabulka I. Směs se intenzivně míchá střídavě se sonikací při 40 °C po dobu 30 minut. Následně se po kapkách přidá tužidlo (10 hm % k navážce sylgardu 184) a tato směs se nadále intenzivně míchá 2-3 min. Poté se rozlije např. na sklíčka v Petriho misce na pečící papír, do skleněných zkumavek nebo na nanotextílie z PCl apod., viz Obr. 1, která se následně vysuší při 80-90 °C po dobu 2-3 hod, aby došlo k zpolymerování. 
2. Připravená směs sylgardu 184 s tužidlem se vyleje na biochar prášek, fólii, GO, fólii rGO (vysušená suspenze rGO v Pr-OH). Následně se směs vloží do sušárny na 80-90 °C po dobu 2-3 hod ke zpolymerování. Ke kvalitě povlaku na PDMS lze mít řadu výhrad. Fólie praskaly při ohybu PDMS, prášek se uvolňoval z povrchu polymeru, pouze rGO dlouhodobě sonikován s PrOH, následně opatrně vysušen do fólie a přelit PDMS a dál ponechán vytuhnout na 80 – 90 °C. Tento povlak si zachoval celistvost na PDMS a byl dále testován.
3. Elektrospinovaním (30kV napětí zvlákňovací, -10kV napětí sběrné, 27% suspenze GO a biocharu) byla pro naše využití připravena na pracovišti TU Liberec nanovlákna (nanotextílie) polyvynyl butyralu s obsahem GO a biocharu ve vláknech.

Kompozit	Obsah kompozitního materiálu v hm %	Poznámka k morfologii [1]
BIOCHAR(a)	1,1	Produkt ideálně homogenní, viz Obr. 2
BIOCHAR(b)	3,1	-//-
BIOCHAR(c)	5,0	-//-
BIOCHAR (d)	18,00	-//-
GRAFEN OXID [I]	2,3	V produktu lze identifikovat tmavé částice, viz Obr. 3
GRAFEN OXID [II]	4,5	-//-
GRAFEN OXID [III]	9,4	Produkt homogenní
Fulleren C60	1,8	V produktu viditelné částice, viz Obr. 4
MWCNT	0,4	Ideálně homogenní částečně patrné vlákno, viz Obr. 5
rGO	3,0	V produktu lze identifikovat tmavé částice
-	0,0	slepý pokus (viz Obr. 6)

Tabulka I: Typ kompozitu a jeho obsah v produktu.

Obr. 1: Různé tvarové varianty připravených kompozitů.

Obr. 2: Kompozit-Biochar (3,1)%.

Obr.3: PDMS-GO (500x) 2,3%.

Obr. 4: Kompozit fulleren (C₆₀).

Obr. 5: Kompozit MWCNT.

Obr. 6: PDMS.

Výsledky a diskuze

U dvou typů kompozitních materiálů a to PDMS/Biochar a PDMS/GO byla při tepelném rozkladu sledována závislost teplotních a hmotnostních parametrů na obsahu plnidla. Vyšší obsah biocharu (a-c) způsobil zvýšení hmotnostního úbytku, nárůst teploty počátku a konce rozkladu kompozitu. Toto výstižně vyjadřuje graf na obr. 7 a to i v porovnání s křivkami rozkladu samotného PDMS. Při skokovém nárůstu obsahu biocharu na 18 % kompozitu, došlo ke zvýšení hmotnostního úbytku při rozkladu. Rovněž došlo k posunu hodnoty teploty na konci rozkladu o 150 °C ve srovnání se samotným  PDMS a o105 °C oproti kompozitnímu materiálu s obsahem biocharu 1,1 % (viz Obr. 7-8). Tepelné rozklady kompozitu s biocharem měly exotermní průběh. U kompozitu PDMS/Biochar (a-c) byly tři teplotní intervaly s maximálními váhovými úbytky a to: 370-390 °C, 470-480 °C, 590-630 °C. Kompozit (d) s 18% biocharu dosáhl dvou maximálních váhových úbytků při 470°C (52 hm %) a při teplotě 707°C (14 %).

U samotného PDMS je maximální úbytek hmotnosti 31 % v teplotním intervalu 440-650°C.

Výsledky teplotních rozkladů kompozitu s GO byly pravděpodobně ovlivněny nehomogenitou kompozitu a vlivem koncentračního zastoupení GO (viz Obr. 9-11). Graf rozkladu (Obr. 10) kompozitu s obsahem 4,5 % GO má samostatně identifikovatelné exoefekty s maximy při 40,8 °C, 574 °C a 678 °C a hmotnostní úbytek celkového rozkladu je o 18 hm % vyšší než u kompozitu s dvojnásobným obsahem GO, kde je v grafu identifikována maximální hodnota při 612°C (viz Obr. 11). Snížením obsahu kyslíku u rGO mírně ovlivnil tepelný průběh rozkladu v porovnání s kompozitem původního GO s obdobným obsahem 2,3 % (viz Obr. 12). Tepelné zabarvení exotermického rozkladu je obdobné (viz Tab. 2).

Porovnáním grafu rozkladu kompozitu s C₆₀ a MWCNT (Obr. 13-14) zjistíme, že počátek rozkladu, váhový úbytek a zabarvení exotermické reakce jsou obdobné. Markantnější rozdíl je v ukončení rozkladu, který je u kompozitu s fulerenem oproti kompozitu s MWCNT vyšší o 100 °C.

Kompozit	Obsah kompozitu (hm %)	∑ΔH (J/g)	Hmotnostní úbytek (hm %)	Počátek rozkladu (° C)	Konec rozkladu (°C)
BIOCHAR(a)	1,1	3420	47,5	280	705
BIOCHAR (b)	3,1	3620	54,1	290	720
BIOCHAR(c)	5,0	3568	58,9	305	740
BIOCHAR(d)	18,0	6074	66,6	230
GO (i)	2,3	4063	45	210	800
GO (ii)	4,5	9716	49	100	750
GO (iii)	9,4	6074	39	230	740
rGO	3,0	3978	41	250	740
C60	1,8	3818	44	260	750
MWCNT	0,4	3599	44	250	650
PDMS	-	3487	50	250	650
PDMS	-	4121	37,6	280	650

Tabulka II: Termická analýza kompozitu PDMS.

Obr. 7: PDMS – Biochary (a-c).

Obr. 8: PDMS - Biochar (d,18%).

Obr. 9: PDMS - Grafen oxid (i).

Obr. 10: PDMS - Grafen oxid (ii).

Obr. 11: PDMS – GO (iii).

Obr. 12: PDMS - rGO.

Obr. 13: PDMS - Fuleren C_60.

Obr. 14: PDMS - MWCNT.

Obr. 15: PDMS.

Další výzkum byl zaměřen na kompozity s biocharem a to v oblasti elektrické vodivosti a mechanických vlastností a to v závislosti na obsahu biocharu v testovaných vzorcích kompozitu.

V literatuře [9,10] se uvádí, že adheze mezi biocharem a polymarem způsobuje zvětšení hodnoty meze pevnosti v tahu, inhibuje přenos tepla a hmoty u polymeru a drasticky redukuje produkci kouře. Uvádí se možné využití jako retardanty hoření [11] polymeru obdobně jako v případě, kdy je kompozitem právě GO [5].

Elektrická vodivost byla popsána [10] u kompozitu biochar - polyvinyl alkohol (2-10 hm % biocharu) s obdobným výsledkem jako v případě, že byly kompozitním materiálem uhlíkaté nanotrubičky [13]. Námi připravený kompozit PDMS – MWCNT byl použit na porovnání v testech elektrické vodivosti a při mechanických zkouškách, viz následující kapitoly.

Měření vodivosti (odporu) kompozitů

Naše měření u kompozitu PDMS – biochar (1 %, 5%, 18 %) prokázalo, že odpor kompozitu roste se zvyšujícím se obsahem biocharu a je závislý na vloženém elektrickém napětí (5-140 V), kdy rovněž odpor roste se zvyšujícím se elektrickém napětím (viz Tab. III., Obr. 17-20). Opačná situace je u kompozitu s MWCNT, kdy roste elektrická vodivost a odpor klesá se zvyšujícím se elektrickým napětím (viz Tab. III., Obr. 16).

Porovnáme-li námi získaný výsledek s publikovanými údaji u kompozitu jiného typu, a to polymeru polyvinyl alkoholu s biocharem, tak jejich měření uvádí, že zvyšující se obsah biocharu (2-10 %) v kompozitu snižuje odpor a zvyšuje elektrickou vodivost kompozitu.  Na Obr. 21 je uvedena závislost odporu u produktu, kde je rGO nanesen na povrch PDMS (viz experimentální část 2b). Odpor je více než o řád nižší, ale od hodnoty vloženého napětí 0,5 V má konstantní hodnotu, což je velmi vhodná situace pro povrch senzoru, ke sledování koncentrace plynu, či těkavých par. V tabulce III. a na Obr. 22 je uvedena závislost odporu čistého PDMS bez kompozitu na vloženém napětí. Změřený odpor do 100 V je nižší než u kompozitu s biocharem. Nad tímto napětím odpor prudce roste do hodnot GΩ.

N29		N015 (1 %)		N020 (5 %)		N023A (18 %)		N023B (18 %)		N017		N033
Napětí (V)	Odpor (MΩ)	Napětí (V)	Odpor (MΩ)	Napětí (V)	Odpor (MΩ)	Napětí (V)	Odpor (MΩ)	Napětí (V)	Odpor (MΩ)	Napětí (V)	Odpor (KΩ)	Napětí (V)	Odpor (MΩ)
5	579	5	17	5	23	5	27	5	32	0,05	1,14	5	4,89
10	377	10	35	10	46	10	54	10	68	0,1	1.00	10	10,69
15	312	15	53	15	72	15	79	15	98	0,2	1,28	15	17,34
25	234	25	75	25	122	25	134	25	167	0,4	1,22	25	31,87
35	186	35	136	35	175	35	205	35	248	0,6	1,14	35	48,54
45	152	45	171	45	231	45	258	45	317	0,8	1,14	45	70,37
55	131	55	214	55	275	55	320	55	366	1	1,14	55	95,5
70	108	70	297	70	343	70	402	70	498	1,2	1,1	70	158,15
80	95	80	324	80	411	80	474	80	525			80	216,89
100	79	100	415	100	515	100	580	100	697			100	418,96
120	67	120	518	120	642	120	742	120	790			120	1500,00
140	58	140	633	140	731	140	857	140	917			140	2760,00

Tabulka III: Měření odporu u testovaných kompozitů.

Vysvětlivky k Tabulce III:

• N29 - Kompozit PDMS - MWCNT (0,4)
• N015 - Kompozit PDMS - Biochar (1%)
• N020 - Kompozit PDMS - Biochar (5%)
• N023A - Kompozit PDMS - Biochar, průřez vzorku 12 mm² (18%)
• N023B - Kompozit PDMS - Biochar, průřez vzorku 45 mm² (18%)
• N017 – rGO nanesen na PDMS
• N033 - PDMS

Obrázek 16: Závislost odporu kompozitu s MWCNT (0,4 %) na vloženém napětí.

Obrázek 17: Závislost odporu kompozitu s biocharem (1 %) na vloženém napětí.

Obrázek 18: Závislost odporu kompozitu s biocharem (9 %) na vloženém napětí.

Obrázek 19: Závislost odporu kompozitu s biocharem, průřez vzorku 12mm² (18 %) na vloženém napětí.

Obrázek 20: Závislost odporu kompozitu s biocharem, průřez vzorku 45mm2 (18 %) na vloženém napětí.

Obrázek 21: Závislost odporu kompozitu s rGO nanesen na PDMS na vloženém napětí.

Obrázek 22: Závislost odporu na čistým PDMS.

Měření mechanických vlastností kompozitů, modul pružnosti

Obrázek 23: Trhací zkoušky kompozitu PDMS - biochar (5%) a nanovláknem PVB.

Vzorky kompozitu PDMS a vzorky nanotextílií PVB bez kompozitu a s kompozitem biochar a Go byly podrobeny stacionárním trhacím zkouškám v tahu (Obr. 23). Výsledkem těchto zkoušek bylo změření síly přetržení, deformace (), dále bylo spočítáno napětí v tahu (), a následně modul pružnosti v tahu (Younguv modul, ), viz Tab. IV - V. Hodnoty modulu pružnosti jsou uvedeny pod tabulkou a statisticky průkazná je hodnota modulu u kompozitu s 18% biocharu. U kompozitu nanotextílií PVB lze konstatovat, že nejnižší modul pružnosti byl změřen u PVB-GO a je nižší než u biocharu a u samotné nanotextílie PVB, u které modul má hodnotu 4,877 ± 0,4 MPa. Jako bonus jsou uvedeny v této kapitole i SEM snímky nanovláken s PVB a jejich modifikace s rodinou grafenu, viz Obr. 24 a-d.

Č. vzorku	Popis	Rozměr vzorku - šířka x délka x tl. (mm)			Plocha průřezu (mm2)	Délka (mm)			Sila přetržení (N)	Deformace	Napětí (MPa)	Modul pružnosti (MPa)
		šířka	délka	tloušťka	S	lo	l	Ʌl	Fn	ɛ	σ	E
N014	100% PDMS	10	12	0,6	6	12	26	14	2,8	1,17	0,47	0,4
	100% PDMS	10	22	0,6	6	22	50	28	1,6	1,27	0,27	0,21
N015	PDMS - BIOCHAR (1% a)	10	32	0,6	6	32	62	30	10	0,94	1,67	1,78
	PDMS - BIOCHAR (1% a)	10	33	0,6	6	33	49	16	6	0,48	1	2,06
N016	PDMS - BIOCHAR (5% c)	10	41	0,6	6	41	56	15	16	0,37	2,67	7,29
	PDMS - BIOCHAR (5% c)	10	43	0,6	6	43	80	37	22	0,86	3,67	4,26
N023A	PDMS- BIOCHAR (18% d)	15	60	0,8	12	40	63,3	23	8	0,58	0,67	1,14
	PDMS- BIOCHAR (18% d)	15	60	0,8	12	40	62,1	22	8	0,55	0,67	1,21
N023B	PDMS- BIOCHAR (18% d)	3	60	3,6	10,8	40	52,3	12	1,6	0,31	0,15	0,48
	PDMS- BIOCHAR (18% d)	3	60	3,6	10,8	40	70,8	31	8	0,77	0,74	0,96
	PDMS- BIOCHAR (18% d)	15	60	3	45	40	74,6	35	44	0,87	0,98	1,13
N029	PDMS - MWCNT	15	40	0,32	4,8	40	75,6	36	26,4	0,90	5,5	6,18

Tabulka IV: Měření mechanických vlastnosti kompozitu PDMS - s Biocharem a s MWCNT.

Vysvětlivky k Tabulce IV:

• E =PDMS 0,305 MPa
• E = PDMS – MWCNT = 6,18MPa
• E = PDMS - 1% BIOCHAR = 1,92 MPa
• E= PDMS - 5% BIOCHAR = 5,77 MPa
• E = PDMS – 18% BIOCHAR = 1,11 +- 0,12 MPa – směrodatná odchylka (hodnota 0,48 vyloučena Q test, Deanuv - dixonuv test)

Obrázek 24: a) nanovlákna PVB s biocharem, b) nanovlákna PVB s biocharem, c) nanovlákna PVB s GO, d) Nanovlákna PVB s GO.

Č. vzorku	Popis	Rozměr vzorku - šířka x délka x tl. (mm)			Plocha průřezu (mm2)	Délka v (mm)			Síla přetržení (N)	Deformace	Napětí  (MPa)	Modul pružnosti (MPa)
		šířka	délka	tloušťka	S	l0	l	ʌ l	Fn	ɛ	ʚ	E
N 022A	Nanovlákno PVB	15	40	0,1	1,5	40	63,4	23,4	4	0,59	2,67	4,558
N 022B	Nanovlákno PVB	15	40	0,1	1,5	40	67,2	27,2	5,5	0,68	3,67	5,39
N 022C	Nanovlákno PVB	15	40	0,1	1,5	40	61,7	21,7	4,0	0,54	2,67	4,92
N 022D	Nanovlákno PVB	15	60	0,1	1,5	40	63	23	4	0,58	2,67	4,64
N 022E	Nanovlákno PVB	15	60	0,1	1,5	40	75,3	35,3	4	0,88	2,67	3,02
N 024A	Nanovlákno PVB s Biochar	15	40	0,1	1,5	40	76,8	36,8	5,6	0,92	3,73	4,06
N 024B	Nanovlákno PVB s Biochar	15	40	0,1	1,5	40	74,0	34,0	5,0	0,85	3,33	3,92
N 024C	Nanovlákno PVB s Biochar	15	40	0,1	1,5	40	72,7	32,7	5,0	0,82	3,33	4,08
N 024D	Nanovlákno PVB s Biochar	15	60	0,1	1,5	40	67,2	27,2	4	0,68	2,67	3,92
N 024E	Nanovlákno PVB s Biochar	15	60	0,1	1,5	40	69,7	29,7	4	0,74	2,67	3,59
N025A	Nanovlákno PVB s GO	15	40	0,2	3	40	69,6	29,6	5,4	0,74	1,80	2,43
N 025B	Nanovlákno PVB s GO	15	40	0,2	3	40	68,7	28,7	4,4	0,72	1,47	2,04
N 025C	Nanovlákno PVB s GO	15	40	0,2	3	40	70,5	30,5	5,5	0,76	1,83	2,40
N 025D	Nanovlákno PVB s GO	15	60	0,2	3	40	64,2	24,2	3,6	0,61	1,20	1,98
N 025E	Nanovlákno PVB s GO	15	60	0,2	3	40	75,4	35,4	4	0,89	1,33	1,51

Tabulka V: Měření mechanických vlastností nanovláken PVB, bez a s kompozitem biochar a GO.

E = PVB vyloučena hodnota 3,02; E = 4,877 +-  0,4 MPa, Sr = 8,2%

E = PVB – BIOCHAR vyloučena hodnota 3,59; E = 3,99 +-  0,077 MPa, Sr = 1,9%

E = PVB - GO vyloučena hodnota 1,51; E = 2,18+-  0,39 MPa, Sr = 18%

Závěr

U připravených kompozitů se podrobněji testovala závislost průběhu tepelného rozkladu na obsahu kompozitu. Primárně  jsme se zaměřili na kompozity PDMS - biochar (1% - 18%), kde byly prokázány při TGA a DSC analýze závislost teplotních a hmotnostních parametrů na obsahu plnidla, v našem případe biocharu. Tepelné rozklady všech testovaných C - sloučenin měly exotermický průběh. Vliv na výsledek teplotních rozkladů u kompozitu PDMS - GO byly pravděpodobně ovlivněny nehomogenitou kompozitu. Homogenní kompozit připravený disperzní metodou byl získán hlavně u biocharu a MWCNT jako plnidla. Měřením elektrického odporu (vodivosti) u kompozitu PDMS - biochar došlo k prokázání nárůstu odporu se zvyšujícím se obsahem biocharu a také závislosti odporu na vloženém napětí. Je to opačná situace oproti kompozitu s MWCNT, kdy roste vodivost a klesá odpor se zvyšujícím se napětí. U kompozitů,  kdy jsou GO s biocharem zabudovány přímo v nanovláknech PVB, byla testována stabilita těchto nanovláken v tahu (pomocí modulu pružnosti). Kompozit PVB - GO měl výrazně nižší modul pružnosti oproti nanovláknum čistého PVB.

Použitá literatura

[1] GALPAYA, D. ...[et al.]. Recent advances in fabrication and characterization of graphene – polymer nanocomposites. Graphene. 2012, pp. 30-49.

[2] KESONG, H. ...[et al.]. Graphene – polymer nanocomposites forstruscutal and cunctional applications. Progress in Polymer Science. 2014, pp. 1934-1972.

[3] KIM, H.; BDALA, A.A.; MACOSKO, CH.W. Graphene/Polymer Nanocomposites. Macromolecules. 2010, pp. 6515-6530.

[4] YOO, B.M. ...[et al.]. Graphene and Graphene Oxide and Their Uses in Barrier Polymers. Journal of Applies Polymer science. 2014, pp. 1-23.

[5] HIGGINBOTHAM, A.L. ...[et al.]. Graphite Oxide Flame: Retardant Polymer Nanocomposites. ACS APPLIED MATERIALNS & INTERFACES. 2009, pp. 2256-2261.

[6] GEMBALOVA, L. ...[et al.]. Biochar: ecological product and its application in enviromental protection. In: Proceedings of the 15th international konference Civil Protection 2016. 2016. S. 24-31.

[7] HUMER, W.S.; OFFEMAN, R.E. Preparation of graphitic Oxide. J. Am. chem. Soc. 1958, vol. 80, pp 1339.

[8] FERNÁNDEZ-MERINO, M.J. ...[et al.]. Vitamin C is an Ideal Substitute for Hydrazine in the Reduction of Graphene Oxide Suspensions. The Journal of Physical Chemistry C. 2010, pp. 6426–6432.

[9] VÄISÄNEN, T.; DAS, O.; TOMPPO, L. A review on new bio-based constituents for natural fiber - polymer composites. Journal of Cleaner Production. 2017, pp. 582-596.

[10] NAN, N. ...[et al.]. The effect of bio-carbon addition on the electrical, mechanical, and thermal properties of polyvinyl alcohol/biochar composites. J.Compos Mater. 2015, vol. 50, pp. 9.

[11] SHAH, A.U.R.; PRABHAKAR, M.N.; SONG, J. Current Advances in the Fire Retardancy of Natural Fiber and Bio-Based Composites.: a Review. International journal of precision engineering and manufacturing - green technology. 2017, pp. 247-262.

[12] IKRAM, S.; DAS, O.; BHATTACHARYYA, D. A parametric study of mechanical and flammability properties of biochar reinforced polypropylene composites. Compos Part A - Appl. Sci. 2016, vol. 1, pp. 177-188.

[13] CHEN, M. ...[et al.]. Highly conductive and stretchable polymer composites based on graphene/MWCNT network. ChemComm. 2013, pp. 1612-1616.

Vzorová citace

ROUPCOVÁ, Petra …[et al.]. Příprava vybraných kompozitů s nanočásticemi patřících do rodiny grafenu. Časopis výzkumu a aplikací v profesionální bezpečnosti [online]. 2018, roč. 11, č. 2. ISSN 1803-3687.

[1] Ideální homogenní materiál se získal zejména pro kompozitní materiály s biocharem a MWCNT, ale přesto byly určité vlásečnice stále patrny. U ostatních kompozitů jsou pod mikroskopem k rozpoznání jemné části kompozitů (500x zvětšení).

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek

biochar=stitek

grafen oxid=stitek

kompozitní sloučeniny=stitek

modelování=stitek

polydimethylsiloxan=stitek

pružnost=stitek