Preparation, characterization and application of MWCNTs/PEO composites

Abstract

Les propriétés d’émission électronique par effet de champ des composites des nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT)/oxyde de polyéthylène (PEO) en films minces et en films épais avec (5%, 15%, 25%, 33%, 40% et 50% de charge de MWCNTs) préparés en utilisant la technique de moulage. Les courbes J(E) ont été mesurées et modélisées selon la théorie de Fowler-Nordheim. L’échantillon avec 33% MWCNTs a montré les meilleurs résultats avec 7,66 V/µm de champ de fonctionnement et 9,72 V/µm de champ de seuil lorsqu’il est préparé comme une couche mince ainsi que 6,51 V/µm de champ de fonctionnement et 9,07 V/µm de champs de seuil, lorsque la couche est épaisse. Le plus grand facteur de renforcement observé est de 1509 et 1853 pour les échantillons à films minces de 15% de charge et les films épais de 33% de charge respectivement. Une excellente stabilité a été observée pour la durée d’environ 34 minutes pour la plupart des échantillons. D’autre part, les mixtures liquides acétone/eau ont été évaporées et appliquées avec plusieurs débits aux films épais afin de tester leur capacité de détection. Des variations de résistance, avec le temps, assez reproductibles ont été obtenues. Par conséquent, la réponse et la sensibilité de chaque capteur a été évaluée. La spectroscopie Raman et la microscopie MEB ont montré une bonne interaction entre le polymère et les nanotubes de carbone alors que l’analyse thermogravimétrique a indiqué que la dégradation thermique des composites s’est produite en deux étapes. Enfin, l’analyse FTIR a montré qu’aucune réaction chimique n’a eu lieu pendant la détection.