Persiapan Polietilena/Grafena Nanokomposit In situ Polimerisasi dengan Berat Molekul Ultra Tinggi melalui Struktur Spherical dan Sandwich Dukungan Grafena/Sio2
Abstrak
Grafena oksida/SiO2 tereduksi2 (RGO/SiO2 ) yang berfungsi sebagai pendukung sferis baru untuk katalis Ziegler-Natta (Z-N) dilaporkan. Permukaan dan interior penyangga memiliki arsitektur berpori yang dibentuk oleh RGO/SiO2 struktur sandwich. Struktur sandwich seperti dinding bata yang dilapisi dengan lapisan graphene dari beton sebagai kerangka yang dapat menahan tekanan eksternal dan memberikan struktur dengan stabilitas dukungan yang lebih tinggi. Setelah memuat katalis Z-N, komponen aktif berlabuh di permukaan dan pori-pori internal pendukung. Ketika molekul etilen bertemu dengan pusat aktif, rantai molekul tumbuh dari permukaan dan situs katalitik internal secara teratur dan terorganisir dengan baik. Dan proses rantai molekul yang baru lahir yang diisi dengan polimerisasi struktur sandwich dapat memastikan grafena menyebar secara seragam dalam matriks polimer. Dibandingkan dengan metode tradisional, dukungan graphene sferis berpori dari strategi ini memiliki lebih banyak keuntungan dan dapat mempertahankan kinerja graphene intrinsik dalam nanokomposit.
Latar Belakang
Grafena, sebuah monolayer atom karbon yang memiliki kemasan ketat kisi sarang lebah dan berfungsi sebagai blok bangunan dasar bahan grafit, baru-baru ini menjadi salah satu bintang paling menarik dalam ilmu material [1]. Graphene dan graphene oxide (GO), dengan sifat mekanik yang luar biasa, seperti modulus Young tinggi, kekerasan ekstrim, fleksibilitas yang sangat baik, dan biaya rendah dibandingkan dengan karbon nanotube (CNT), telah dianggap sebagai penguat yang efektif untuk komposit kinerja tinggi [ 2,3,4,5,6,7]. Dibandingkan dengan polimer terisi konvensional, komposit polimer/grafena tidak hanya menunjukkan sifat mekanik dan penghalang tetapi juga sifat fungsional, seperti konduktivitas listrik dan termal polimer [8,9,10,11]. Misalnya, kerjasama yang sukses dari lembaran graphene dan bahan nanokomposit berbasis polimer telah dicapai dalam berbagai polimer polar, termasuk polianilin, polistirena, poli(vinilidena fluorida), poliuretan, epoksi, dan polietilen. ,16]. Namun, sintesis nanokomposit polimer yang diperkuat graphene mendapat tantangan dalam memperoleh lembaran graphene yang terdispersi dengan baik dalam matriks polimer, terutama ketika polimer dipisahkan dari kategori polimer nonpolar yang biasanya diwakili oleh keluarga poliolefin seperti polietilen (PE) atau polipropilen ( PP).
Umumnya, pencampuran larutan adalah salah satu cara ideal dalam membuat nanokomposit polimer/grafena jika polimer dapat dengan mudah dilarutkan dalam pelarut organik umum. Pada saat yang sama, pencampuran lelehan juga dapat diadopsi untuk fabrikasi nanokomposit polimer/grafena, yang sebenarnya dapat diterapkan tidak hanya untuk polimer polar yang dapat larut dalam pelarut tetapi juga polimer nonpolar seperti poliolefin. Meskipun kedua metode tersebut telah diterapkan pada banyak proyek, ada beberapa kelemahan juga, misalnya selama proses fabrikasi komposit, nanokomposit polimer/grafit tidak dapat memperoleh lembaran graphene yang terdispersi dengan baik [17].
Karena graphene stabil dan tidak memiliki gugus fungsi, graphene hampir tidak dapat bereaksi dengan polimer target atau memiliki dispersi yang baik dalam pelarut yang paling umum. Sangat menarik untuk menerapkan nanofiller untuk mengoptimalkan sifat material. Dan trombosit GO telah digunakan sebagai pendukung katalis untuk polimerisasi poliolefin in situ yang heterogen, yang bereaksi dengan komponen katalitik oleh gugus fungsional permukaan GO [18]. Ini menunjukkan dispersi homogen dari beberapa lapisan GO platelet dan menunjukkan konduktivitas listrik yang moderat [19]. Dalam proses polimerisasi, pengisi digunakan sebagai pendukung katalitik untuk memungkinkan matriks tumbuh langsung dari permukaan nanofiller. Lebih banyak nanokomposit disintesis dengan cara ini seperti tanah liat, MMT, [20,21,22,23], dan terutama karbon nanotube, yang masih sangat diminati saat ini [24, 25].
Meringkas laporan yang ada tentang persiapan nanokomposit polimer / graphene, polimerisasi in situ menunjukkan beberapa lapisan GO trombosit yang tersebar dengan baik, tetapi komposit dengan kategori polimer nonpolar seperti PE atau PP tidak dapat mereduksi GO menjadi graphene secara termal. Komponen katalitik harus bereaksi dengan GO oleh gugus fungsi permukaan dan kemudian mendapatkan gugus fungsi permukaan yang lebih rumit, yang membuat graphene menjadi tidak teratur. Adanya cacat dan struktur tidak teratur mengurangi beberapa sifat yang paling penting dari graphene seperti konduktivitas termal, konduktivitas listrik, kekuatan mekanik, dan mobilitas pembawa [26,27,28,29]. Para peneliti biasanya menggunakan lapisan graphene sebagai katalis untuk mendukung secara langsung untuk kenyamanan, yang akan menyebabkan rantai molekul poliolefin tumbuh secara acak. Saat melakukan polimerisasi in situ, proses pengikatan dan penyatuan kembali dapat dengan mudah menyebabkan fenomena panci lengket. Karena proses khusus dan rumit dari polimerisasi olefin, dukungan katalitik reguler, terutama dukungan grafena seperti bola, diperlukan. Jika tidak, tidak hanya sifat mekanik poliolefin yang disintesis akan sangat menurun, tetapi juga, akan ada penyebab polusi besar pada reaktor, yang akan mencegah reaksi bekerja terus menerus dan menyebabkan industrialisasi yang tidak sesuai. Jadi, morfologi reguler pendukung graphene adalah signifikan untuk preparasi skala besar dari bahan olefin polimerisasi in situ poliolefin. Sejauh pengetahuan kami, tidak ada pekerjaan untuk persiapan dan konstruksi dukungan berbasis graphene sferis untuk sistem katalis Ziegler-Natta yang dilaporkan.
Untuk mengatasi tantangan di atas, kami telah berfokus pada menyiapkan semacam dukungan berbasis graphene yang efisien tinggi untuk mengurangi cacat yang tidak perlu yang dihasilkan dari polimerisasi in situ sebanyak mungkin. Dukungan katalis berbasis graphene bertindak sebagai kerangka kerja untuk memuat katalis di permukaan besar dan pori-pori internalnya. Sementara itu, dukungan graphene bulat mengambil peran pengisi penguat nanometer dan agen konduktif. Selama proses polimerisasi olefin, katalis berbasis graphene retak dan semua lapisan graphene menyebar dalam matriks poliolefin secara merata. Di sini, graphene oxide(RGO)/SiO2 tereduksi mikron sferis yang unik2 nanokomposit sebagai pendukung katalis Z-N dengan arsitektur berpori 3D baru disintesis dengan metode self-assembly dan spray freeze-drying. Ini dapat mencapai homogenitas skala molekuler dan memiliki aglomerasi minimal, dan juga ukuran nanokomposit dapat mencapai 20–50 m. Selain itu, kami menggunakan sintesis dukungan baru, katalis Ziegler-Natta yang didukung Bi dari TiCl4 (C4 H9 MgCl(BuMgCl)/RGO-SiO2 ), dan morfologi penyangga yang seragam dan tersebar, dapat direplikasi, komposit graphene/polietilen (UHMWPE) berbobot molekul ultra tinggi bulat, telah disintesis. Sifat-sifat ini bermanfaat untuk pengoperasian peralatan persiapan dan produksi secara terus-menerus. Juga sampai saat ini, tidak ada laporan yang memiliki sintesis komposit graphene/UHMWPE granuliform atau bulat, yang merupakan kemunculan kembali morfologi sferis dari dukungan berbasis graphene dalam proses polimerisasi. Nanokomposit yang disintesis oleh sistem katalis Ziegler-Natta menggunakan mikron sferis RGO-SiO2 penyangga memiliki graphene yang sangat efisien dan mengurangi banyak cacat yang tidak perlu, yang biasanya dihasilkan dari polimerisasi in situ.
Karakterisasi
Pola difraksi sinar-X (XRD) direkam oleh difraktometer Rigaku D/Max-2400 menggunakan radiasi Cu Kα. Spektrum Raman dari GO, BuMgCl/GO, RGO, GO-SiO2 , RGO-SiO2 , BuMgCl/GO-SiO2 , dan BuMgCl/RGO-SiO2 diperoleh dengan Horiba Jobin Yvon LABRAM-HR800 dengan rentang panjang gelombang 0–4000 cm
−1
. Spektrum inframerah transformasi Fourier (FT-IR) sampel direkam menggunakan spektrofotometer FT-IR Nicolet NEXUS 670, dan sampel serta KBr ditekan untuk membentuk tablet. Gambar mikroskop elektron transmisi (TEM) diambil dengan mikroskop Hitachi H-600. Analisis termogravimetri (TGA) untuk sampel dilakukan pada penganalisis termal berlian Perkin–Elmer dari suhu kamar hingga 600 °C, menggunakan laju pemanasan 10 °C/menit dengan N2 sebagai gas pembersih sampel. Permukaan rekahan komposit dan komposisi semi-kuantitatif dianalisis dengan memindai detektor sinar-X dispersi energi mikroskop elektron (SEM-EDX; Hitachi S-4800). Titik leleh polimer diukur dengan kalorimetri pemindaian diferensial (DSC) pada laju pemanasan 5 °C/menit pada penganalisis termal berlian Perkin-Elmer Pyris di bawah laju aliran nitrogen 30 ml/menit dari 25 hingga 400 °C. Pengukuran berat molekul dilakukan pada viskometer Ubbelohde menurut persamaan Mark-Houwink:[η] = 1.1 × 10
−4
Mη
0,8
.
Hasil dan Diskusi
Evolusi Morfologi
Perubahan morfologi mulai dari GO menjadi GO-SiO2 dipantau menggunakan TEM. Gambar 1a menunjukkan gambar TEM dari lembar GO. Gambar 1b menunjukkan gambar TEM dari SiO2; nanopartikel SiO yang berdekatan2 mudah diaglomerasi karena energi permukaan yang tinggi dalam air. Dekorasi SiO2 di GO-SiO2 hibrid ditunjukkan oleh gambar TEM pada Gambar 1 c, d, dan terlihat jelas bahwa nanopartikel SiO2 berbaris bersama dan dibungkus dengan lembaran GO dengan erat, membentuk struktur sandwich. Jalur terperinci untuk membangun struktur sandwich dari lembar GO dan SiO2 ditunjukkan pada Gambar. 2.
Gambar TEM untuk a PERGI, b SiO2 , dan c , d GO-SiO2 hibrida
Skema mekanisme yang disarankan untuk GO-SiO2 sintesis struktur sandwich
Jenis lapisan kelongsong ini menguntungkan untuk interaksi permukaan yang kuat [30]. GO sarat dengan gugus fungsi yang mengandung oksigen [31, 32] (epoksida, –COOH, dan –OH); oleh karena itu, ia dapat dengan mudah terdispersi dalam air (Gbr. 2(a)) dan memiliki interaksi yang kuat dengan nanopartikel silika yang mengarah pada pembentukan GO-SiO2 hibrida (Gbr. 2(b)) [33]. Saat reaksi berlangsung, tepi lembaran GO mulai melengkung di bawah tegangan permukaan yang besar dari lembaran GO (Gbr. 2(c)), dan kemudian, lembaran GO berinteraksi dengan sisi belakang SiO2 (Gbr. 2(d)). Akhirnya, SiO2 dibungkus dalam lembaran GO dengan erat, membentuk struktur sandwich (Gbr. 2(e)); struktur ini membantu lembar GO menghindari risiko kehilangan sambungan dan memastikan konduktivitas listrik secara keseluruhan. Pada aspek mekanis, struktur sandwich yang menyerupai dinding bata yang dilapisi dengan lapisan beton mempertahankan fleksibilitas graphene yang sangat baik dan berfungsi sebagai kerangka untuk menahan tekanan eksternal. Nanopartikel silika lain yang tidak berinteraksi dengan GO akan tersebar di sekitar struktur sandwich. Keberadaan struktur ini dibuktikan dengan struktur interior tumpuan bola dan akan dibahas lebih lanjut nanti.
Gambar SEM pada Gambar. 3a menunjukkan RGO-SiO2 pendukung adalah fitur distribusi ukuran sempit, bentuk teratur, dan porositas tinggi. Dan diameter rata-rata mikro-sfer dan statistik yang dibuat dari distribusi partikel telah dihitung pada Gambar. 3b. Proporsi partikel berukuran 30~70 m lebih dari 75% dari semua statistik, dan ukuran partikel rata-rata adalah 46,78 m, bola yang disintesis sesuai dengan ukuran pendukung katalis. Dari Gambar.3c, diamati bahwa terdapat bola yang hampir sempurna dengan penutup kasar berpori, dan struktur permukaannya dapat dilihat dengan gambar yang diperbesar pada Gambar.3d, di mana lapisan berpori dan bertumpuk dari struktur laminasi yang tersusun dari RGO-SiO 2 struktur sandwich dapat ditemukan di permukaan. Susunan biasa nanosfer terlihat jelas, tetapi sebaliknya, lembar GO di mana lapisannya terlalu tipis, warna sampel menunjukkan keberadaan lembar GO. Bola pecah yang jelas menunjukkan bahwa interiornya dibentuk oleh GO-SiO2 struktur sandwich yang menutupi struktur jaringan berpori, dan ukuran pori rata-rata adalah 2,23 μm (Gbr. 3f). Struktur permukaan dan internal memiliki perbedaan besar dengan silika tradisional.
Gambar SEM untuk a , c RGO-SiO2 dukungan bola dalam perbesaran yang berbeda. b Histogram distribusi ukuran a . d Perbesaran permukaan c . e Sebuah bola yang rusak. f Perbesaran e
Mempelajari morfologi pendukung kandungan silika, RGO-SiO2 dukungan bola di SiO yang berbeda2 konten disiapkan dengan pengeringan beku semprot, tren penurunan koefisien bola diamati oleh SEM seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4.
Gambar SEM untuk RGO-SiO2 dukungan bola di SiO yang berbeda2 isi. a , b Rasio kualitas SiO2 dan GO adalah 5:1, dan perbesaran a; c , d 1:1; dan e , f 0,5:1. g , h Tanpa SiO2
Ketika rasio kualitas 5:1, morfologi penyangga tidak terlalu banyak berubah, dengan beberapa lubang yang lebih besar muncul di permukaan dan nanoSiO2 kehilangan pengaturan reguler mereka. Kesenjangan yang lebih besar telah ditemukan di sel yang berdekatan dari Gambar 4a, b. Dari Gambar 4c–f, dengan reduksi SiO2 konten, beberapa lipatan tipis muncul di tepi bola, yang mengarah ke penurunan lebih lanjut dari koefisien bola dan kelangkaan nanoSiO2 di banyak bagian. Dari Gambar 4g, h, bahan tanpa SiO2 sebagian besar menunjukkan bentuk seperti bola dan tampak sangat lembut seperti balon, yang menunjukkan kesesuaian yang baik dengan hasil eksperimen. Hal ini mengikuti kesimpulan bahwa penambahan silika dapat meningkatkan koefisien bola dan kekuatan tumpuan.
Gambar SEM BuMgCl/RGO-SiO2 ditunjukkan pada Gambar. 5a. Spektroskopi EDX-nya disajikan pada Gambar 5b. Setelah pengobatan dengan BuMgCl, RGO-SiO2 memiliki area rekahan yang lebih kecil, karena pengadukan yang kuat dapat menyebabkan tumbukan dan getaran, tetapi penyangga masih berupa struktur berpori bulat, dan puncak kuat Mg dan Cl disajikan selain C, O, dan Si. Gambar 5c menunjukkan gambar SEM dari TiCl4 /(BuMgCl/RGO-SiO2 ) katalis, yang menunjukkan bahwa morfologi dihancurkan lagi berdasarkan bola aslinya. Namun dukungan tersebut berdampak kecil; oleh karena itu, morfologi keseluruhan dipertahankan. Spektroskopi EDX dari TiCl4 /(BuMgCl/RGO-SiO2 ) katalis di area terpilih yang ditunjukkan pada Gambar. 8c dengan kotak putih menunjukkan bahwa logam transisi Ti berhasil didukung pada RGO-SiO2 pembawa selain C, O, Si, Mg, dan Cl (Gbr. 5d).
a Gambar SEM BuMgCl/RGO-SiO2 , b spektrum EDX yang sesuai dari BuMgCl/RGO-SiO2 , c Gambar SEM TiCl4 /(BuMgCl/RGO-SiO2 ) katalis, dan d Spektrum EDS TiCl4 /(BuMgCl/ RGO-SiO2 ) pada area yang ditandai dengan garis putih pada bagian c
Cacat dan Gangguan Grafena pada Suporter
Spektrum Raman untuk GO, BuMgCl/GO, RGO, GO-SiO2 , RGO-SiO2 , BuMgCl/GO-SiO2 , dan BuMgCl/RGO-SiO2 ditunjukkan pada Gambar. 6, yang terdiri dari pita G pada 1596–1607 cm
−1
(karena struktur aromatik atau ikatan rangkap) dan pita D pada 1342–1357 cm
−1
(terkait dengan urutan/gangguan sampel). Jelas, pita D untuk bahan awal relatif kuat dibandingkan dengan pita G-nya, yang khas untuk tumpukan kecil dalam cacat [34]. Setelah GO sebagai substrat bereaksi dengan BuMgCl, Gambar 6a dengan jelas menunjukkan bahwa spektrum Raman mengalami perubahan yang signifikan. Intensitas pita D dari bahan karbon yang dihasilkan meningkat tajam saat BuMgCl ditambahkan, saat pita G berkurang, rasio G/D yang dihitung menurun dari 1,03 menjadi 0,78. Sebaliknya, rasio G/D yang dihitung dari RGO meningkat menjadi 1,11 sementara material yang dihasilkan dipanaskan pada 700 °C. Ini menunjukkan susunan lapisan graphene yang tidak teratur setelah GO bereaksi dengan BuMgCl. Alasannya adalah bahwa BuMgCl bereaksi dengan gugus fungsi permukaan GO, dan gugus fungsi ini mengacaukan susunan graphene; oleh karena itu, bereaksi dengan BuMgCl telah menghasilkan kerusakan yang lebih parah.
Spektrum Raman dari GO, BuMgCl/GO, RGO, GO-SiO2 , RGO-SiO2 , BuMgCl/GO-SiO2 , dan BuMgCl/RGO-SiO2
Untuk mengatasi masalah ini, lebih banyak eksperimen dilakukan untuk mengonfirmasi atau membalikkannya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6b. Saat GO-SiO2 saat substrat bereaksi dengan BuMgCl, hasil yang dihitung dengan metode ini sangat sesuai dengan data eksperimen GO dan rasio G/D menurun dari 1,05 menjadi 0,89. Tetapi ketika RGO-SiO2 ketika substrat bereaksi dengan BuMgCl, rasio G/D menurun dari 1,02 menjadi 1,01, ini menunjukkan hasil yang jelas bahwa susunan lapisan graphene dalam kompleks tidak rusak parah setelah bereaksi dengan BuMgCl dan SiO2 dalam kompleks digunakan untuk mendukung BuMgCl dalam proses ini [35].
Polimerisasi UHMWPE in situ dengan RGO-SiO2 Mendukung Ziegler-Natta Catalyst
Polimerisasi propilena dilakukan dengan TiCl4 /(BuMgCl/GO-SiO2 ) katalis. Aktivitas katalis berada pada kisaran 2,66 × 10
5
–4.2 × 10
5
g PE/mol Ti/jam, bergantung pada rasio trietil aluminium [TEA]/[Ti] yang digunakan selama polimerisasi. Umumnya, [TEA]/[Ti] yang lebih tinggi menghasilkan aktivitas yang lebih tinggi. DSC mempelajari sifat termal dari komposit UHMWPE/GO yang diperoleh. Suhu leleh polimer yang konsisten mendekati 142 °C sangat meyakinkan. Komposit PE/GO dengan pemuatan graphene 0,28 dan 0,5% berat (dihitung berdasarkan jumlah GO yang ditambahkan) diperoleh. Sampel dikenai pengukuran viskositas untuk menentukan berat molekulnya (Mη ). Disertai dengan peningkatan jumlah TEA, berat molekul rata-rata viskositas matriks UHMWPE diubah dari 3,1 × 10
6
hingga 2,0 × 10
6
g/mol, yang merupakan persyaratan UHMWPE. Karakterisasi morfologi UHMWPE/RGO-SiO2 ditunjukkan pada Gambar. 7. Gambar 7a menunjukkan morfologi serbuk komposit UHMWPE/RGO-SiO2 yang diperoleh setelah polimerisasi; sebagai kontras, bubuk UHMWPE murni berwarna putih tanpa RGO-SiO2 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7b. Gambar SEM pada Gambar. 7c menunjukkan bahwa UHMWPE/GO-SiO2 butiran komposit memiliki ukuran seragam, dispersi yang baik, dan bentuk seperti bola biasa. Diameter rata-rata komposit juga telah dihitung. Statistik distribusi partikel ditunjukkan pada Gambar. 7d dan dibandingkan dengan GO-SiO2 mendukung. Karena ukuran partikel rata-rata adalah 150 μm, yang merupakan tiga kali ukuran penyangga, dan proporsi partikel 120~180 m lebih dari 70% dari semua statistik, yang sangat mirip dengan distribusi ukuran GO-SiO2 mendukung, dan juga, morfologi komposit berulang. Detail jalur repetisi morfologi ditunjukkan pada Gambar 8. Dari Gambar 7e, terlihat adanya partikel bola dengan penutup permukaan kasar, dan struktur permukaannya terlihat dengan gambar perbesaran pada Gambar 7f, permukaan partikel polimer hampir seluruhnya ditutupi dengan lembaran graphene atau RGO-SiO2 , yang dapat menjelaskan pertumbuhan rantai molekul pada permukaan dan lingkungan katalis.
a UHMWPE/RGO-SiO2 bubuk komposit seperti yang diperoleh setelah polimerisasi. b Bubuk UHMWPE tanpa RGO-SiO2 . d Histogram distribusi ukuran c . e Citra SEM diperoleh dari rekahan permukaan komposit pada perbesaran yang berbeda. f Perbesaran permukaan e
Skema sintesis nanokomposit
Pengulangan morfologi polimer berdasarkan skema reaksi diilustrasikan pada Gambar. 8. Pertama, prekursor, RGO-SiO2 dukungan bola, disintesis melalui reaksi reduksi termal dengan GO-SiO2 komposit sferis pada 700 °C dalam atmosfer argon untuk menghilangkan gugus oksigen sisa secara internal dari GO-SiO2 struktur sandwich di RGO-SiO2 struktur sandwich dan mengaktifkan silika pada saat yang sama. Kemudian, bereaksi dengan BuMgCl dalam tetrahidrofuran (THF) untuk mensintesis dukungan Bi, diikuti oleh TiCl yang berlebihan4 perlakuan untuk menghasilkan komponen katalis Mg/Ti; sebagian pembentukan komponen terjadi langsung pada permukaan tumpuan dan bagian lain melewati arsitektur berpori ke bagian dalam dan berinteraksi dengan nanopartikel silika yang tersebar di sekitar struktur sandwich. Kemudian, katalis yang didukung terlibat dalam polimerisasi etilen. Ketika etilen bertemu dengan pusat aktif, rantai molekul dari permukaan pendukung tumbuh dan mengkristal dengan cepat di sekitar katalis, bersama dengan arah vertikal tangen bola. Dan rantai molekul situs katalitik internal juga mulai tumbuh. Mereka memenuhi RGO-SiO2 struktur sandwich dan tidak berinteraksi dengan graphene; oleh karena itu, graphene dapat menyebar secara seragam. Dengan pertumbuhan lebih lanjut dari rantai molekul, volume butiran polimer tumbuh, dan menjadi lebih sulit untuk mengulangi morfologi sepenuhnya. Inilah alasan mengapa nanokomposit tidak mendekati bulatan sempurna dalam SEM yang ditunjukkan pada Gambar. 7, sedangkan polimer memiliki ukuran yang seragam, dispersi yang baik, dan RGO-SiO2 struktur sandwich.
Konduktivitas Listrik
Konduktivitas listrik nanokomposit UHMWPE yang dikompresi lelehan diukur menggunakan metode empat titik pada pelat silinder dengan diameter 20 mm dan tinggi 2 mm. Pada konten GO 0,5 berat, konduktivitas listriknya adalah 6,46 × 10
−4
S/cm; dengan penurunan konten GO, menjadi 4,62 × 10
−5
S/cm. Dibandingkan dengan metode yang menggunakan nanosheet grafena terdispersi secara langsung, metode ini akan mengurangi kandungan grafena dalam membentuk nanokomposit untuk mencapai konduktivitas yang sama. Alasannya adalah bahwa dalam metode sebelumnya, banyak kelompok katalitik dari katalis yang didukung terkandung pada permukaan graphene, kemudian merusak sistem terkonjugasi asli dan memperburuk konduktivitasnya. Namun, setelah dukungan bola disintesis, reaksi reagen Grignard BuMgCl dengan GO-SiO2 di THF terjadi pada permukaan pendukung, yang tidak akan merusak struktur graphene internal, dan jaringan konduktif terbentuk sebagai graphene internal yang tersebar dalam polimer sementara sampel yang dipolimerisasi dicampur dan dikompresi menjadi film.
Kesimpulan
Dalam penelitian ini, mikron unik RGO/SiO2 nanokomposit sebagai pendukung baru untuk katalis Ziegler-Natta dengan arsitektur berpori sferis 3D telah disintesis. Kami berusaha untuk menyiapkan dukungan dengan mengurangi cacat yang tidak perlu yang dihasilkan selama proses polimerisasi in situ. Dukungan bertindak sebagai bingkai katalis, penguat nanofiller dan agen konduktif. Komponen katalitik dan situs aktif seragam dan terdistribusi dengan baik di permukaan dan pori-pori internal pendukung setelah menggunakan sintesis pendukung baru Katalis Ziegler-Natta yang didukung Bi dari TiCl4 (BuMgCl/RGO-SiO2 ) sistem. Dan morfologi komposit polietilen meniru morfologi pendukung, kemudian komposit UHMWPE/graphene bulat telah disintesis, yang bermanfaat dan penting untuk mengoperasikan peralatan reparasi dan produksi berkelanjutan di industri. Selain itu, RGO-SiO ini2 nanokomposit dengan arsitektur berpori juga memiliki aplikasi potensial di banyak bidang lain, seperti sebagai katalis, bahan penyimpan energi, nanoelektronik, dan perangkat fotoelektronik.
