Analysis of energy transfer and ternary non-covalent filler/matrix/UV stabilizer interactions in carbon nanofiber and oxidized carbon nanofiber filled poly(methyl methacrylate) composites
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Fecha
2011-10-27
Autores
Gunes, I. Sedat
Pérez Bolívar, César
Jiménez, Guillermo A.
Çelikbıçak, Ömür
Li, Fengyu
Anzenbacher, Jr., Pavel
Wesdemiotis, Chrys
Jana, Sadhan
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Elsevier
Resumen
Ternary non-covalent interactions between carbon nanofibers (CNFs), oxidized carbon nanofibers (ox-
CNFs), poly(methyl methacrylate) (PMMA) chains, and benzotriazole-containing UV stabilizers were
analyzed using Fourier-transform infra red spectroscopy (FTIR), time-resolved fluorescence emission
spectroscopy, and fluorescence lifetime imaging microscopy. The results indicated that PMMA chains
form hydrogen bonds both with ox-CNF fibers and the UV stabilizer molecules. It was also determined
that UV stabilizers strongly interact with CNF particles via p-p interactions. The extent of p-p and
hydrogen bonding interactions was determined to be lower between ox-CNF particles and UV stabilizers
due to less perfect graphitic structure of the former. The morphology of the composites indicated that the
hydrogen bonds between PMMA chains and ox-CNF particles resulted in highly improved state of filler
dispersion in ox-CNF/PMMA composites.
Las interacciones ternarias no covalentes entre nanofibras de carbono (CNF), nanofibras de carbono oxidadas (ox-CNF), cadenas de poli (metacrilato de metilo) (PMMA) y estabilizadores UV que contienen benzotriazol se analizaron mediante espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía de emisión de fluorescencia resuelta en el tiempo y microscopía de imágenes de fluorescencia de por vida. Los resultados indicaron que las cadenas de PMMA forman enlaces de hidrógeno tanto con fibras ox-CNF como con moléculas estabilizadoras de UV. También se determinó que los estabilizadores de UV interactúan fuertemente con las partículas de CNF a través de interacciones p-p. Se determinó que la extensión de las interacciones de los enlaces de hidrógeno y p-p era menor entre las partículas ox-CNF y los estabilizadores UV debido a la estructura grafítica menos perfecta del primero. La morfología de los materiales compuestos indicó que los enlaces de hidrógeno entre las cadenas de PMMA y las partículas ox-CNF dieron como resultado un estado altamente mejorado de dispersión del relleno en los compuestos ox-CNF / PMMA.
Las interacciones ternarias no covalentes entre nanofibras de carbono (CNF), nanofibras de carbono oxidadas (ox-CNF), cadenas de poli (metacrilato de metilo) (PMMA) y estabilizadores UV que contienen benzotriazol se analizaron mediante espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía de emisión de fluorescencia resuelta en el tiempo y microscopía de imágenes de fluorescencia de por vida. Los resultados indicaron que las cadenas de PMMA forman enlaces de hidrógeno tanto con fibras ox-CNF como con moléculas estabilizadoras de UV. También se determinó que los estabilizadores de UV interactúan fuertemente con las partículas de CNF a través de interacciones p-p. Se determinó que la extensión de las interacciones de los enlaces de hidrógeno y p-p era menor entre las partículas ox-CNF y los estabilizadores UV debido a la estructura grafítica menos perfecta del primero. La morfología de los materiales compuestos indicó que los enlaces de hidrógeno entre las cadenas de PMMA y las partículas ox-CNF dieron como resultado un estado altamente mejorado de dispersión del relleno en los compuestos ox-CNF / PMMA.
Descripción
Palabras clave
POLÍMEROS, NANOTECNOLOGÍA, QUÍMICA, NANOCOMPOSITES, NONCOVALENT INTERACTIONS, CARBON NANOFIBER