Elektriska och mekaniska egenskaper polyolefin nanokomposite
- Diarienummer
- SM15-0054
- Start- och slutdatum
- 160101-181231
- Beviljat belopp
- 958 000 kr
- Förvaltande organisation
- Borealis AB
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Nanofyllmedel kan leda till stora förbättringar av en komposits egenskaper jämfört med användning av mikrofyllmedel. De vanligaste egenskaperna som dikuteras är mekaniska, elektriska och diffusionsegenskaper. Då det gäller nanofyllmedel har olika former av nanokol kommit att mest uppmärksammat de senaste åren; det startade med fullerener, forsatte med nanokolrör och nu senaste grafen. Borealis har ett stort intresse att försöka utveckla bl.a. halvledande material baserade på grafen för våra kabelmaterial i högspänningsapplikationer. I dag tillverkas sådana material genom att blanda in ca 35 vikt-% kolsvart i en etenkopolymer: I vissa polymersystem har man lyckats uppnå halvledande egenskaper redan vid en tillsats av <0.1 vikt-% grafen. Går detta att åstadkomma också för våra polymerer; polyeten och polypropen? I det här projektet skall vi försöka uppnå bra dispergering av grafen i polyeten och polypropen. I våra tidigare arbeten har detta visat sig svårt då man lätt får aggregering av grafen i dessa icke-polära matriser. Den dåliga dispersionen ledde till av det krävdes ca 10 vikts-% grafen för att ledningsförmågan skulle höjas.. Genom att lära från det kunnande som finns på Chalmers då det gäller bearbetning av nanokompositer och använda speciellt designade grafener och polymerer kommer våra möjligheter att uppnå våra mål öka avsevärt. Den akademiska partner kommer i sin tur att lära sig mycket från Borealis ingående kunskap om olika applikationer.
Populärvetenskaplig beskrivning
Ett fyllmedel som har nanostorlek, man brukar prata om <100 nm, i åtminstone en dimension kan leda till stora förbättringar i kompositens egenskaper jämfört med ett vanligt fyllmedel i mikroskala. Anledningen är att ytan hos ett nanofyllmedel blir så mycket större. De vanligaste egenskaperna man diskuterar i samband med nanofyllmedel är mekaniska elektriska egenskaper samt diffusion. Det nanofyllmedel som fått mest uppmärksamhet under de senaste åren är olika former av nanokol. Det började med fullerener, fortsatte sedan med kolnanorör och nu senast grafener Borealis har ett stort intresse att försöka utveckla bl.a. halvledande material baserade på grafen för våra kabelmaterial i högspänningsapplikationer. I dag tillverkas sådana material genom att blanda in ca 35 vikt-% kolsvart i en etenkopolymer: I vissa polymersystem har man lyckats uppnå halvledande egenskaper redan vid en tillsats av <0.1 vikt-% grafen. Går detta att åstadkomma också i våra system? I det här projektet skall vi försöka uppnå bra dispergering av grafen i polyolefiner, d.v.s. polyeten och polypropen. I våra tidigare arbeten har detta visat sig svårt då man lätt får aggregering av grafen i dessa matriser. Det leder till att man inte får de egenskapsförbättringar man hoppats på eller i en del fall kan man till och med får försämrade egenskaper pga. aggregaten. Genom att utnyttja det kunnande som finns på Chalmers då det gäller bearbetning av nanokompositer kombinerat med användning av speciellt designade grafener och polymerer kommer våra möjligheter att uppnå våra mål öka avsevärt.