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Exceptionally strong, stiff and hard hybrid material based on an elastomer and isotropically shaped ceramic nanoparticles

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Veröffentlicht in: Scientific reports Bd. 7.2017, 1, Art.-Nr. 73314, insges. 9 Seiten
Personen und Körperschaften: Georgopanos, Prokopios (VerfasserIn), Schneider, Gerold A. (VerfasserIn), Dreyer, Axel (VerfasserIn), Handge, Ulrich A. (VerfasserIn), Filiz, Volkan (VerfasserIn), Feld, Artur (VerfasserIn), Yılmaz, Ezgi D. (VerfasserIn), Krekeler, Tobias (VerfasserIn), Ritter, Martin (VerfasserIn), Weller, Horst (VerfasserIn), Abetz, Volker (VerfasserIn), SFB 986 Maßgeschneiderte Multiskalige Materialsysteme M3 (Sonstige, Sonstige Körperschaft), Technische Universität Hamburg (Sonstige, Sonstige Körperschaft), Technische Universität Hamburg Institut für Keramische Hochleistungswerkstoffe (Sonstige, Sonstige Körperschaft), Technische Universität Hamburg Betriebseinheit Elektronenmikroskopie BEEM (Sonstige, Sonstige Körperschaft)
Titel: Exceptionally strong, stiff and hard hybrid material based on an elastomer and isotropically shaped ceramic nanoparticles/ Prokopios Georgopanos, Gerold A. Schneider, Axel Dreyer, Ulrich A. Handge, Volkan Filiz, Artur Feld, Ezgi D. Yilmaz, Tobias Krekeler, Martin Ritter, Horst Weller & Volker Abetz
Format: E-Book-Kapitel
Sprache: Englisch
veröffentlicht:
2017
Gesamtaufnahme: : Scientific reports, Bd. 7.2017, 1, Art.-Nr. 73314, insges. 9 Seiten
, volume:7
Quelle: Verbunddaten SWB
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Details
Zusammenfassung: In this work the fabrication of hard, stiff and strong nanocomposites based on polybutadiene and iron oxide nanoparticles is presented. The nanocomposites are fabricated via a general concept for mechanically superior nanocomposites not based on the brick and mortar structure, thus on globular nanoparticles with nanosized organic shells. For the fabrication of the composites oleic acid functionalized iron oxide nanoparticles are decorated via ligand exchange with an α,ω-polybutadiene dicarboxylic acid. The functionalized particles were processed at 145 °C. Since polybutadiene contains double bonds the nanocomposites obtained a crosslinked structure which was enhanced by the presence of oxygen or sulfur. It was found that the crosslinking and filler percolation yields high elastic moduli of approximately 12-20 GPa and hardness of 15-18 GPa, although the polymer volume fraction is up to 40%. We attribute our results to a catalytically enhanced crosslinking reaction of the polymer chains induced by oxygen or sulfur and to the microstructure of the nanocomposite.
Umfang: Illustrationen, Diagramme
ISSN: 2045-2322
DOI: 10.1038%2Fs41598-017-07521-0