Effect of ball milling in a tumbling ball mill on the properties of multi-wall carbon nanotubes

The effects of ball milling on various properties of ground multi-wall carbon nanotubes were studied. These properties were granulometry, SEM,specific surface area, density, crystalline structure, surface chemical analysis and thermogravimetry. The mean size of agglomerates, initially at 35 m, decreases to reach a limit value of 2.5m, corresponding to a competition between agglomeration and fragmentation. A kinetic study,based on a decomposition of size distributions measured for different times, has permitted to propose a grinding mechanism. As grinding proceeds, the specific surface area first increases from 175 to 244m2 g−1 and then decreases, while the real density increases from 1800 to 2150 kgm−3 to level off at 2070 kgm−3. Moreover, macroporosity disappears totally, giving access first to mesoporosity and then to microporosity. The nanotubes are probably cut to give access to the internal porosity. An increase of the proportion of oxygen adsorbed on carbon (from 3% to 8.7% after 600 min grinding) implies that it may be possible to functionalise the nanotubes. Thanks to these different morphological changes numerous applications of ground nanotubes can be considered. Moreover, the use of a tumbling ball mill allows a massive production of cut nanotubes

Intérêt du co-broyage pour la formulation de mélanges

L'article présente différentes applications du co-broyage en voie sèche dans des broyeurs à corps broyants (broyeurs à boulets et broyeur à billes agité). Nous avons tout d'abord montré comment une étude cinétique basée sur une analyse d'images prises au microscope à balayage permet d'expliquer les mécanismes de production des matériaux composites. L'influence du co-broyage sur les propriétés d'usage (mécaniques, électriques, de surface ou de porosité) de matériaux composites à matrice polymère a ensuite été caractérisée. Nous avons enfin présenté quelques applications du co-broyage pour des systèmes ne contenant pas de polymères

Synthèse de matériaux composites par co-broyage en voie sèche. Caractérisation des propriétés physico-chimiques et d'usages des matériaux

Cette étude est relative à la synthèse de matériaux composites par co-broyage dans des broyeurs à corps broyants fonctionnant en voie sèche.L'étude a été menée sur un système de produits modèles : une matrice polymère semi-cristalline (le poly (acétate de vinyle)) et une charge minérale (le carbonate de calcium).Les mécanismes de fragmentation et d'agglomération des produits broyés séparément puis ensemble ont été étudiés. La cinétique de synthèse du matériau composite a été identifiée. L'évolution, au cours du co-broyage, de la distribution granulométrique de chaque famille de particules a été modélisée par une combinaison de lois statistiques. Les propriétés mécaniques des matériaux composites obtenus par co-broyage ont été caractérisées. Le module de conservation a été multiplié par 3,5 par rapport au polymère seul. Le co-broyage permet de diminuer la taille de la charge et d'obtenir une meilleure dispersion dans la matrice, évitant la présence d'agglomérats qui provoquent des points de ruptures préférentiels. Les phénomènes responsables de l'agglomération des particules ont été identifiés. Des nanotubes de carbone ont été introduits dans la matrice et ont amélioré les propriétés mécaniques et électriques. ABSTRACT : This study presents the results obtained on co-grinding polymeric material (poly (vinyl acetate)) with mineral filler (calcium carbonate) in two different balls mills. The granulometric behaviour of the two separately ground products was characterised. Fragmentation and agglomeration mechanisms during co-grinding were identified. Grinding kinetics have been modelled using log-normal statistic laws. Another methodology based on particle morphology has been developed and allows to model finely co-grinding kinetics. Composite mechanical properties have been evaluated, the Young's modulus was multiplied by 3.5 compared to the polymer. In fact, co-grinding allows reducing filler size and well dispersing it in the matrix. Then, carbon nanotubes were incorporated in the polymeric matrix and the evolutions of mechanical and electrical properties during co-grinding have been studie

Le co-broyage en voie sèche : une alternative pour la formulation de mélanges de poudres et la production de matériaux composites

L’article présente différentes applications du co-broyage en voie sèche dans des broyeurs à corps broyants (broyeur à boulets et broyeur à billes agité). Nous avons tout d’abord montré comment une étude cinétique basée sur une analyse d’images prises au microscope électronique à balayage permet d’expliquer les mécanismes de production des matériaux composites. L’influence du co-broyage sur les propriétés d’usage (mécaniques, électriques, de surface) de matériaux composites à matrice polymère a ensuite été caractérisée. Nous avons enfin présenté quelques applications du co-broyage

Production of a diluted solid tracer by dry co-grinding in a tumbling ball mill

This paper presents a study on the production by co-grinding of a diluted solid tracer, sized less than 10 mm and containing less than 2 wt. % of active product, used in the field of grounds contamination and decontamination. Co-grinding was performed in a tumbling ball mill and permits to produce easily a diluted tracer without implementing several apparatus. The two products were ground separately first and then together. The follow-up of the particles size and morphology, as well as the modelling of the grinding kinetics have permitted to propose a mechanism by which the diluted solid tracer is produced. The influence of the operating conditions (nature and initial size of the diluting medium, ball and powder filling rates, proportion of the polluting tracer) on products grinding was studied. Thus, we have defined optimum co-grinding conditions permitting to produce a tracer offering the required properties. These ones are classical for tumbling ball mills. This kind of mill is very interesting since its sizes can easily be extrapolated to answer to an industrial demand

Caractérisation des propriétés mécaniques et des propriétés de surface de matériaux composites synthétisés par co-broyage en voie sèche

Cette contribution présente les résultats d’une étude sur les propriétés mécaniques et de surface d’un système particulaire constitué de poly(acétate de vinyle) (la matrice) et de carbonate de calcium (la charge) préparé par co-broyage des deux produits dans un broyeur à boulets fonctionnant en voie sèche. Le suivi de la taille a permis de définir le mécanisme de fabrication du composite obtenu par co-broyage. Les propriétés mécaniques du composite varient au cours du broyage et sont étroitement liées à l’évolution des propriétés de surface

Synthèse de matériaux composites par co-broyage en voie sèche. Caractérisation des propriétés physico-chimiques et d'usages des matériaux

Cette étude est relative à la synthèse de matériaux composites par co-broyage en voie sèche et la caractérisation des propriétés des matériaux produits. Deux broyeurs à corps broyants ont été utilisés : un broyeur à boulets et un broyeur à billes agité qui diffèrent principalement par l'énergie qu'ils transmettent. L'étude a dans un premier temps été menée sur un système de produits modèles : une matrice polymère semi-cristalline (le poly (acétate de vinyle)) et une charge minérale (le carbonate de calcium) permettant d'améliorer les propriétés mécaniques du polymère. Les mécanismes de fragmentation et d'agglomération des produits broyés séparément puis ensemble ont été étudiés. La cinétique de synthèse du matériau composite a été identifiée. L'évolution, au cours du co-broyage, de la distribution granulométrique de chaque famille de particules a été caractérisée par analyse morphologique, puis modélisée par une combinaison de lois statistiques. Les propriétés mécaniques des matériaux composites obtenus par co-broyage ont été caractérisées. Le module de conservation a été multiplié par 3,5 par rapport au polymère seul. Le co-broyage permet de diminuer la taille de la charge et d'obtenir une meilleure dispersion dans la matrice, évitant la présence d'agglomérats qui provoquent des points de ruptures préférentiels. Les phénomènes responsables de l'agglomération des particules ont été identifiés. Dans un deuxième temps, des nanotubes de carbone ont été introduits dans la matrice. Les propriétés des nanotubes broyés seuls tout d'abord, puis co-broyés avec le polymère ont été étudiées. Ainsi, les propriétés mécaniques et électriques du polymère sont nettement améliorées par la présence des nanotubes.TOULOUSE-ENSIACET (315552325) / SudocSudocFranceF