Antioxidative Activity of Carbon Nanotube and Nanofiber

https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS21rAvd_YkgEGU5tdZL6vjoiFpxY5VNxwnFjsJsBMLHEW0AiD4UQ

RESUMEN:

Los nanotubos de carbono (CNT) y nanofibras de carbono (CNFs) han electrones afinidades similares a las de los fulerenos C60 y C70 y son, por tanto, capaz de actuar como captadores de radicales en las reacciones gratuitas cadena radicales, incluyendo polimerización y la degradación termo-oxidativa de los polímeros. Se supone que los CNT y CNFs utilizan como parte integral de materiales compuestos de polímero son capaces de exhibir un efecto antioxidante en estos materiales debido a su capacidad de aceptar radical. Para examinar esta presunción la actividad antioxidante de nanotubos de carbono de paredes múltiples MWCNT comercial original y purificada y nanofibras de carbono de la estructura de plaquetas CNF-PL ha sido estudiado por medio de una reacción de oxidación de cumeno modelo iniciado (2,2'-azobisisobutironitrilo, AIBN) en el líquido fase. Esta reacción modelo fue diseñado para simular los procesos de termo-oxidativo en polímeros de cadena de carbono y permite la comparación y la transferencia de los resultados obtenidos a un sistema de polímero. Mediciones cinéticas de las tasas de oxidación mostraron que el efecto de la inhibición de la reacción modelo oxidativo en la presencia de la MWCNT original y purificada y CNF-PL depende fuertemente de la presencia de metales (Co, Fe) en las nanopartículas. Las tasas de oxidación WO2 (CNT; CNF) observados para las muestras sin refinar son resultado de las dos tasas de la competencia - tasa de inhibición Winh (CNT; CNF) causada por las estructuras de la CNT o CNF y las tasas de iniciación Wi (M) debido. a la siguiente interacción: ROOH + M (Co; Fe), es decir, WO2 ~ W inh (CNT; CNF) + Wi (M). Las constantes de velocidad eficaces para la adición de radicales cumilo (R) a MWCNT y CNF-PL se han determinado. Estas constantes reducidos a la misma concentración (. 0,5% en peso) y la temperatura (60 ° C) unidades tienen magnitudes: k1 (MWCNT) [MWCNT] = (2,8 ± 0,3) 104 s-1 y k1 (CNF) [CNF] = (6,0 ± 1.0) 103 s-1. Por lo tanto, la constante de velocidad efectiva, lo que refleja la actividad antioxidante para la CNT, es cinco veces mayor que la de la CNF, es aproximadamente igual a la constante de velocidad para HAS Chimassorb 2.020: k1 (Chim.2020) [Chim. 2020] = (2,2 ± 0,3) 104 s-1, es diez veces menor que el de la HAS Chimassorb 119FL: k1 (Chim.119FL) [Chim. 119FL] = (2,8 ± 0,3) 105 s-1 y es cerca de cuarenta veces menor que para el caso de fullereno C60: k1 (C60) [C60] (353K) = (1,2 ± 0,2) 106 s-1. Los datos cinéticos obtenidos especificar el nivel de actividad antioxidante original de MWCNTs y CNFs y el alcance de su uso racional en compuestos de polímeros. Se cree que los resultados serán útiles para el diseño de perfil óptimo de los materiales compuestos de polímeros cargados por el CNT / CNFs.

ABSTRACT:

 Carbon nanotubes (CNTs) and carbon nanofibers (CNFs) have electron affinities similar to those of fullerenes C60 and C70 and they are therefore capable of acting as radical scavengers in free radical chain reactions, including polymerisation and the thermo-oxidative degradation of polymers. It is assumed that the CNTs and CNFs used as integral part of polymer composites are able to exhibit an antioxidant effect in these materials because of their radical accepting capacity. To examine this presumption the antioxidative activity of original and purified commercial multiwall carbon nanotube MWCNT and carbon nanofibre of platelet structure CNF-PL has been studied by means of a model oxidation reaction of cumene initiated (2,2'-azobisisobutyronitrile, AIBN) in liquid phase. This model reaction was designed to simulate the thermo-oxidative processes in carbon-chain polymers and allows comparison and transfer of obtained results to a polymer system. Kinetic measurements of oxidation rates showed that the effect of inhibition for the model oxidative reaction in the presence of the original and purified MWCNT and CNF-PL strongly depends on the presence of metals (Co, Fe) in the nanoparticles. Rates of oxidation Wo2 (CNT;CNF) observed for the unrefined samples are result of the two competing rates - rate of inhibition Winh.(CNT; CNF) caused by structures of the CNT or CNF and the rates of initiation Wi(M) due to the following interaction: ROOH + M (Co;Fe) i.e, Wo2 ~ W inh (CNT;CNF) + Wi(M). The effective rate constants for the addition of cumyl radicals (R ) to MWCNT and CNF-PL have been determined. These constants reduced to the same concentration (0.5wt.%) and temperature (60oC) units have magnitudes: k1(MWCNT) [MWCNT] = (2.8 ± 0.3) 104 s-1and k1(CNF) [CNF] = (6.0 ± 1.0) 103 s-1. Thus, the effective rate constant, reflecting the antioxidative activity for the CNT, is five times higher than that for the CNF, is about equal to the rate constant for HAS Chimassorb 2020: k1(Chim.2020)[Chim. 2020] = (2.2 ± 0.3) 104 s-1, is ten times less than that for the HAS Chimassorb 119FL: k1(Chim.119FL)[Chim. 119FL] = (2.8 ± 0.3) 105 s-1 and is about forty times less than that for the case of fullerene C60: k1(C60)[C60](353K) = (1.2 ± 0.2) 106 s-1. The kinetic data obtained specify the level of original antioxidative activity of MWCNTs and CNFs and scope of their rational use in polymer composites. It is believed that the results will be helpful for designing optimal profile of polymer composites filled by the CNT/CNFs.

KEYWORDS:

Model oxidation, Carbon nanotubes, Carbon nanofibres, Kinetics, Oxidation rate, Inhibiting activity, Rate constant.

CONCLUSIONES:

con esta informacion se  puede  concluir  que  los  nanotubos de carbono  son un  gran avance para la micro electronica y la nanotecnologia por su gran aporte a la elaboracion de transistores entre otros elementos.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA: 

Publicado por: www.pluridoc.com

disponible en:http://www.pluridoc.com/Site/FrontOffice/default.aspx?module=Files/FileDescription&ID=2909&state=FVC [accessed Nov 17, 2015].