スチレンの懸濁重合における還元グラフェン酸化物の役割とポリスチレン/rGOナノコンポジットの形態と熱特性への影響

The Role of Reduced Graphene Oxide in the Suspension Polymerization of Styrene and Its Effect on the Morphology and Thermal Properties of the Polystyrene/rGO Nanocomposites.

• Marta Sieradzka
• Janusz Fabia
• Dorota Biniaś
• Ryszard Fryczkowski
• Jarosław Janicki

抄録

還元グラフェン酸化物(rGO)を用いて、in-situ懸濁重合によりポリスチレン(PS)/rGOナノコンポジットを得た。この論文の主な目的は、rGOがPSビーズのモルフォロジーおよび熱特性にどのように影響を与えるかを決定することであった。得られたサンプルを走査型電子顕微鏡（SEM）、熱量および熱重量分析（DCS、TGA）を用いて研究した。その結果、極性官能基の存在によるrGOの添加は、ビーズのサイズとサイズ分布、およびその形態（表面と断面）に大きな変化をもたらすことが証明された。ポリマーマトリックス中のrGOの量を増加させると、純粋なPSおよびrGO含有量0.2wt%のPSでは、それぞれ0.36mmから3.17mmまでビーズのサイズが増加した。PS/rGOナノコンポジットは、主に分解温度の上昇によって表される、明らかに改善された耐熱性を特徴としている。0.3 wt%のrGOを含むサンプルでは、その差は純粋なPSビーズと比較して12℃以上であった。

Reduced graphene oxide (rGO) was used to obtain Polystyrene (PS)/rGO nanocomposites via in-situ suspension polymerization. The main goal of the article was to determine how rGO influences the morphology and thermal properties of PS beads. The obtained samples were studied by means of a scanning electron microscope (SEM), and calorimetric and thermogravimetric analysis (DCS, TGA). It was proven that the addition of rGO, due to the presence of polar functional groups, causes significant changes in bead sizes and size distribution, and in their morphology (on the surface and in cross-section). The increasing amount of rGO in the polymer matrix increased the size of beads from 0.36 to 3.17 mm for pure PS and PS with 0.2 wt% rGO content, respectively. PS/rGO nanocomposites are characterized by distinctly improved thermostability, which is primarily expressed in the increase in their decomposition temperature. For a sample containing 0.3 wt% rGO, the difference is more than 12 °C in comparison to pure PS beads.