1. Imobilizacija encimov na porozni poli(glicidil metakrilat) : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeVesna Vrankar, 2022, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi je prikazana študija imobilizacije encima na poliHIPE material, poli(glicidilmetakrilat-ko-etilenglikol dimetakrilat). Najprej smo pripravili poliHIPE materiale z različnimi deleži vodne faze (med 75 vol% in 90 vol%) in zamreževala (15 mol% in 30 mol%). Nato pa smo ustrezno očiščen in okarakteriziran material (FTIR spektroskopija, elementna analiza, vrstična elektronska mikroskopija in adsorpcijskaporozimetrija) uporabili kot nosilec za encim lipazo, katerega smo uporabili kot biokatalizator za hidrolizo 4-nitrofenil butirata. Za ta namen smo uporabili dve vrsti lipaze, lipazo Aspergilius niger in Candida cylindracea.
Poli(glicidilmetakrilat-ko-etilenglikol dimetakrilatne) monolite smo uspešno sintetizirali s polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze tipa voda v olju. Oljna (organska, monomerna oz. zunanja) faza emulzije je vsebovala monomer glicidil metakrilat, zamreževalo etilenglikol dimateakrilat, iniciator azobisizobutironitril in surfaktant Pluronica L 121. Kot notranjo fazo smo uporabili 1,8% vodno raztopino kalcijevega klorida heksahidrata. Polimerne monolite smo okarakterizirali in funkcionalizirali. S karakterizacijo smo potrdili vključenost obeh monomerov v polimerne verige in njihovo porozno strukturo. Funkcionalizirali smo jih z nukleofilno substitucijo z encimom lipazo. Uspešnost reakcije smo preverili z elementno analizo in testno reakcijo, hidrolizo 4-nitrofenil butirata v p-nitrofenol in butirično kislino. Elementna analiza je pokazala vsebnost dušika v polimeru z vezanim (imobiliziranim) encimom, medtem ko dušika pri osnovnem polimeru elementni analizator ni zaznal. Da je bila imobilizacija encima uspešna smo potrdili tudi z reakcijo hidrolize in sicer z nastankom rumenega kompleksa p-nitrofenola, ki se pri katalizi s polimerom brez encima ni formiral.
Keywords: poliHIPE materiali, emulzije z visokim deležem notranje faze, encim, lipaza, imobilizacija, hidroliza 4-nitrofenil butirata
Published in DKUM: 23.09.2022; Views: 673; Downloads: 114
 Full text (2,67 MB) |
2. Polielektrolitni polihipe hidrogeli za sanacijo onesnaženih voda : doktorska disertacijaSarah Jurjevec, 2021, doctoral dissertation Abstract: Brez vode ni življenja. Njeno onesnaževanje danes predstavlja eno najresnejših ekoloških groženj. Sanacija onesnaženih voda je postala nujna. Zato tudi izbrana tema za doktorsko disertacijo Polielektrolitni polihipe hidrogeli za sanacijo onesnaženih voda nikakor ni naključna.
Pripravili smo visoko porozne polimerne materiale, ki so sposobni iz vode hitro in učinkovito odstraniti različna onesnaževala, kot so npr. ionska organska barvila, težke kovine ali endokrine motilce, z adsorpcijo ali fotokatalitsko razgradnjo.
V prvem delu disertacije smo z radikalsko polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze (HIP emulzije) sintetizirali visoko porozne poliamfolitne monolite ali kroglice (imenovane poliHIPE materiali) na osnovi 2-akrilamido-2-metilpropansulfonske kisline (AMPS), (3-akrilamidopropil) trimetilamonijevega klorida (AMPTMA) in N-vinilformamida (NVF). V primeru amfolitnih poliHIPE monolitov smo raziskali vpliv sestave in mešanja HIP emulzij na porozno morfologijo končnih monolitov, porazdelitev ionskih skupin (–SO3- oz. –NR3+) znotraj monolita ter učinkovitost odstranjevanja organskih barvil iz vode. Naš namen je bil uvesti različno nabite ionske skupine v strukturo poroznih monolitov, da bi iz vodnih raztopin lahko odstranjevali hkrati tako kationska kot anionska organska barvila / nečistoče z mehanizmom absorbcije. Porozni poliamfolitni monoliti so se izkazali kot zelo uspešni pri sočasni adsorpciji kationskega (metilensko modro) in anionskega (eritrozin) barvila iz vode. Pokazali smo, da z enostavnim pristopom mešanja HIP emulzij lahko pripravimo porozne monolitne adsorbente, ki imajo polimerno ogrodje sestavljeno iz različno prepletajočih se polikationskih in polianionskih mrež in imajo izjemne adsorpcijske sposobnosti. V nadaljevanju smo na poliHIPE monolitih iz N-vinilformamida raziskali vpliv vsebnosti zamreževalca in pogojev hidrolitske pretvorbe formamidnih skupin do aminskih skupin. Potrdili smo visoko konverzijo formamidnih skupin do primarnih aminskih skupin, saj sintetiziran poliHIPE material vsebuje ~10 mmol aminskih skupin na gram. Poliaminski poliHIPE ima odlične absorpcijske in adsorpcijske lastnosti, saj je sposoben absorbirati ~100 g vode na gram suhe mase. Poliaminski poliHIPE adsorbent smo testirali za odstranjevanje Cu2+ ionov iz vode, pri čemer je material po samo eni uri delovanja adsorbiral kar 43 % začetne (7,9·10-3 M) koncentracije Cu2+ ionov.
V nadaljevanju smo s sedimentacijsko polimerizacijo pripravili polielektrolitne poliHIPE materiale v obliki kroglic iz multiplih emulzij. Kroglice smo pripravili na osnovi AMPS oz. AMPTMA ionskih monomerov v kombinaciji z akrilamidom (AAm) v različnih molskih razmerjih in raziskali vpliv kemijske sestave multiplih emulzij (vrsta in vsebnost monomerov, zamreževalca in iniciatorja) na obliko in morfologijo kroglic. Zaradi kombinacije polielektrolitnega značaja in porozne strukture, poliHIPE kroglice v vodi hitro nabreknejo do visoke stopnje, saj ravnotežno vsebnost absorbirane vode dosežejo že po 15 sekundah. Z večjo vsebnostjo ionskih skupin v strukturi kroglic je naraščala tudi ravnotežna vsebnost vode. Maksimalna količina absorbirane vode poliHIPE kroglic na osnovi PAMPS je med 21 in 38 g·g-1, medtem ko je ta vrednost za kroglice na osnovi PAMPTMA med 25 in 43 g·g-1, odvisno od kemijske sestave kroglic. PAMPTAM poliHIPE kroglice smo nadalje testirali kot sušilno sredstvo za sušenje organskih topil in testiranja izvedli s toluenom, diklorometanom, N,N-dimetilformamidom in tetrahidrofuranom. Polielektrolitne poliHIPE kroglice so bile v organskih topilih, v odvisnosti od vrste topila, sposobne v manj kot uri odstraniti med 60 in 95 % začetne vode.
V nadaljevanju smo z inovativno Sonogashira-Hagihara reakcijo navzkrižnega pripajanja v HIP emulzijah sintetizirali π-konjugirane poliHIPE materiale na osnovi poli(arilenetinilenov) (PAE) iz različnih substituiranih neionskih monomerov, kot so 1,4-dijodobenzen, 1,4-dijodo-2,5-dimetoksibenzen, 2,6-dij
Keywords: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, polielektroliti, Sonogashira-Hagihara reakcija navzkrižnega pripajanja, π-konjugirani materiali, čiščenje vode
Published in DKUM: 30.09.2021; Views: 1476; Downloads: 168
Full text (4,71 MB) |
3. In situ funkcionalizacija poroznih politiolenov s funkcionalnimi alkeni : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeDomen Slemenšek, 2021, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo predstavlja rezultate in situ funkcionalizacije poli(pentaeritritol tetrakis(3-merkaptopropionat)-ko-1,6-heksandiol diakrilata) z glicidil metakrilatom in vinilbenzil kloridom. Z uporabo glicidil metakrilata smo v polimer uvedli epoksi funkcionalno skupino, ki z odprtjem obroča lahko sodeluje pri številnih nukleofilnih reakcijah in s tem poveča aplikativnost nastalega kopolimera. Polimer funkcionaliziran z vinilbenzil kloridom prav tako pridobi novo funkcionalno skupino, klorometilno skupino, ki sodeluje pri številnih reakcijah. In situ funkcionalizacije smo izvedli s tiol-en klik polimerizacijo v masi in s tiol-en klik polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze.
Uspešnejši smo bili s funkcionalizacijo z glicidil metakrilatom. Poli(pentaeritritol tetrakis(3-merkaptopropionat)-ko-1,6-heksandiol diakrilat-ko-glicidil metakrilatni) monoliti pripravljeni s polimerizacijo v masi so bili rumeno obarvani, krhki in neporozni. Monoliti sinteze istega kopolimera s polimerizacijo kontinuirne faze emulzije so bili bele barve, rahlo upogibljivi, krhki in porozni.
Pomembno je, da se je glicidil metakrilat med in situ funkcionalizacijo vključil v polimerno verigo, kar smo dokazali s FTIR spektroskopijo in gravimetrično analizo. Vinilbenzil klorid se v polimerno verigo ni vključil. Sintetiziran material je bil dvoplasten. Eno plast sta predstavljala tetratiol in diakrilat, drugo pa vinilbenzil klorid.
Keywords: in situ funkcionalizacija, politioleni, poliHIPE, emulzije z visokim deležem notranje faze
Published in DKUM: 08.09.2021; Views: 1192; Downloads: 145
Full text (2,99 MB) |
4. Funkcionalizacija glicidil metakrilatnih hierarhično poroznih polimerovTamara Galun, 2020, undergraduate thesis Abstract: Porozni polimerni materiali so dandanes zelo uporabni materiali na večih področjih ( biomedicina, kromatografski procesi, shranjevanje plinov itd.). Zanje so značilne pore v strukturi in visoke specifične površine. Lahko jih funkcionaliziramo in uporabnost takih materialov še dodatno razširimo. Poroznost v polimernih materialih lahko induciramo na več načinov- uporaba porogenih topil, kristalov soli določene velikosti, polimerizacija kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze idr. Cilj diplomske naloge je bila priprava poli(GMA-ko-EGDMA) polimerov z različno stopnjo zamreženosti ( 5 mol%, 10 mol% , 15 mol% in 20 mol% EGDMA) in več nivojsko poroznostjo. To smo dosegli z uporabo tehnike sintranja PMMA zrn, preko katerih smo prelili emulzijo z visokim deležem notranje faze ( HIP emulzija). PMMA zrna smo odstranili iz nastalega polimera s pomočjo kontinuirne ekstrakcije v Soxhletovem aparatu z etilacetatom. Kot končni produkt smo dobili material s točno določeno hierarhijo poroznosti. Za primerjavo smo sintetizirali tudi poli(GMA-ko-EGDMA) brez sintranih nosilcev. S tem namenom smo si emulzijo zato razdelili na dva dela: enega smo dali v plastični kalup, drugega preko nosilca. Polimere smo na koncu še funkcionalizirali z amini (1,8-DAO in TrisNH2). S pomočjo vrstičnega elektronskega mikroskopa smo analizirali poli(GMA-ko-EGDMA) monolite. PoliHIPE materiali so imeli zaprto celično strukturo. PoliHIPE/PMMA materiali pa so bili odprte celične strukture. Na mestih, kjer so bila tekom sinteze sintrana PMMA zrna, so nastale odprtine oziroma primarne pore, ki so med seboj povezane s povezovalnimi porami. V skeletu materiala smo lahko opazili tudi sekundarne pore. Funkcionalizirane vzorce pa smo analizirali tudi s FTIR spektrometrom in naredili elementno analizo. Rezultati so pokazali, da je bila funkcionalizacija uspešna.
Keywords: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, sintranje, glicidil metakrilat, funkcionalizacija
Published in DKUM: 09.10.2020; Views: 1206; Downloads: 142
Full text (1,31 MB) |
5. Priprava poli(glicidil metakrilata) z več nivojsko poroznostjoBernard Iternička, 2018, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu smo pripravili porozne materiale na osnovi poli(glicidil metakrilata), ki so imeli več nivojsko poroznost. Takšno poroznost smo dosegli s tehniko sintranja poli(metil metakrilatnih) (PMMA) zrn. PMMA zrna smo sintrali in dobili nosilce, preko katerih smo nato prelili emulzijo z visokim deležem notranje faze (HIPE), ter nato polimerizirali kontinuirno fazo emulzije. Po polimerizaciji je nato sledilo čiščenje z vročim etilacetatom v Soxhletovem aparatu. S tem smo odstranili PMMA zrna in dobili želeno poroznost materiala.
Najprej smo se lotili priprave nosilcev. Poli(metil metakrilatna) zrna smo sintrali pri dveh temperaturah, 180 °C in 200 °C, različno dolgo: 1h, 2h, 5h, 24h in 48h. Tako smo dobili nosilce, ki se medseboj razlikujejo v številu povezav in vratov med zrni.
Nato smo pripravili HIP emulzijo tipa voda v olje, ki se je sestavljala iz glicidil metakrilata (GMA) zamreženega z 10% etilenglikol dimetakrilata (EGDMA). Pripravljeno emulzijo smo razdelili na dva dela. Del smo termično polimerizirali v kalupu, del smo pa prelili preko prej različno sintranih PMMA nosilcev, ter nato termično polimerizirali v pečici. Po polimerizaciji je sledilo čiščenje z etilacetatom v Soxhletovem aparatu, kar je odstranilo PMMA zrna iz matrice materialov. Končne vzorce smo nato analizirali z vrstičnim mikroskopom.
Vsi pripravljeni materiali so kazali odprto celično zgradbo in želeno hierarhijo por. Primarne pore so nastale na mestih, kjer so pred čiščenjem bila PMMA zrna. Na mestih, kjer so se zrna pred čiščenjem stikala in povezovala pa so nastale povezovalne oz. sekundarne pore. V skeletu materialov so prisotne tudi terciarne pore, ki so posledica poroznosti samega poliHIPE materiala.
Keywords: sintranje, poli(metil metakrilat), glicidil metakrilat, porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze
Published in DKUM: 04.10.2018; Views: 1501; Downloads: 154
Full text (4,07 MB) |
6. Porozne polihipe membrane s tiol-en polimerizacijoSanela German, 2017, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo prikazuje študijo, s katero smo želeli z uporabo dveh različnih monomerov, pentaeritritola tetrakisa (3-merkaptopropionat) (TT) in trimetilolpropana triaktilata (TMPTA), pripraviti polimerne membrane z ustrezno poroznostjo in morfologijo, ki bi lahko nadalje služile različnim aplikacijam.
Sinteze smo se lotili s postopkom fotopolimerizacije kontinuirne faze emulzij z visokim deležem interne faze (HIP-emulzije). Kontinuirno fazo je v našem primeru predstavljala mešanica monomerov, interno fazo pa vodna raztopina kalcijevega heksahidrata. HIP emulzije, ki so se skozi celoten čas mešanja, pri 200 obr/min, nahajale v vodni kopeli, s konstantno temperaturo 21 °C, smo pripravili v treh različnih razmerjih med monomeroma (TT : TMPTA) in sicer 1 : 1, 1 : 2 in 1 : 4.
Končne produkte smo po uspešni sintezi okarakterizirali s pomočjo infrardeče spektroskopije, z elementno analizo, DMA testi in z uporabo vrstičnega elektronskega mikroskopa (SEM analiza).
V okviru diplomske naloge smo pripravili membrane z odprto celično strukturo in z infrardečo spektroskopijo pričakovano potrdili enako kemijsko sestavo pri vseh vzorcih. Hkrati smo zaključili, da spreminjanje razmerij med monomeroma vpliva na morfologijo končnega produkta in njegove mehanske lastnosti. Membrane so z višanjem razmerja TT : TMPTA pridobivale tipično porozno poliHIPE strukturo, medtem ko se je njihova elastičnost zmanjšala.
Keywords: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, membrana, tiol-en polimerizacija, poliHIPE materiali, pentaeritritol tetrakis (3-merkaptopropionat), trimetilolpropan triaktilat
Published in DKUM: 26.05.2017; Views: 2412; Downloads: 202
Full text (2,27 MB) |
7. SINTEZA IN FUNKCIONALIZACIJA MAKROPOROZNIH POLIAKRILATOVJanja Majer, 2016, doctoral dissertation Abstract: Z verižno radikalsko polimerizacijo voda/olje in olje/voda emulzij z visokim deležem notranje faze smo pripravili visoko porozne kopolimerne nosilce na osnovi različnih akrilnih derivatov. Kot akrilne derivate smo uporabili akrilno kislino, akrilamid, metilenbsiakrilamid, 2-hidroksietil metakrilat, glicidilmetakrilat in etilenglikoldimetakrilat. Uspešno pripravljene visoko porozne kopolimere smo funkcionalizirali in primerjali njihovo reaktivnost z različnimi organskimi reakcijami.
Kopolimerne nosilce na osnovi akrilne kisline in akrilamida, zamrežene z metilenbisakrilamidom, smo pripravili z različnimi molarnimi razmerji monomerov ter proučili vpliv tvorbe anhidrida na stopnjo konverzije pri funkcionalizaciji s tionil kloridom do kislinskega klorida. Prav tako smo uspešno funkcionalizirali 2-hidroksietil metakrilatni poliHIPE material z različnimi reagenti, ne da bi pri tem prišlo do hidrolize sosednje esterske vezi. Po uspešni funkcionalizaciji do kislinskega klorida v primeru kopolimera akrilne kisline in akrilamida oz. alkil halogenida v primeru 2-hidroksietil metakrilatnega poliHIPE materiala smo izvedli nadaljnjo funkcionalizacijo z aminskimi reagenti, ter tako dokazali primernost za nosilce za sinteze na trdni fazi (ang. Solid Phase Organic Synthesis, SPOS) .
V drugem delu smo pripravili polimerne nosilce na osnovi glicidilmetakrilata (GMA) zamreženega z etilenglikol dimetakrilatom (EGDMA) in proučili reakcijske pogoje funkcionalizacije epoksi skupin. Namen funkcionalizacije GMA poliHIPE materialov je bil pripraviti nosilce z ionsko izmenjevalnimi skupinami na površini por ter preučitev možnosti naknadnega zamreženja oz. hiperzamreženja preko epoksi skupin. Na račun novo nastalih povezav med polimernimi verigami bi povečali volumen mikro- oz. mezopor in s tem tudi specifično površino materiala. V ta namen smo funkcionalizacijo GMA poliHIPE materialov izvedli z dvema tipoma aminskih reagentov, linearnimi in razvejanimi in najprej raziskali vpliv topila in temperature na reakcijske pogoje funkcionalizacije.
Po uspešni funkcionalizaciji je bila stopnja pretvorbe glede na uporabljen aminski reagent med 20 % in 45 %. Določili smo relativno ionsko kapaciteto K(/) in dinamično vezno kapaciteto (DBC) primerjalno za GMA poliHIPE in komercialno dostopen makroporozni GMA CIM disk (ang. Convective Interaction Media, Bia Separations). Za GMA poliHIPE material smo izmerili K(/) 89.7 in DBC 59.6 mg/mL, za makroporoznim poliGMA CIM nosilec pa K(/) 203 in DBC 38.8 mg/mL. Iz rezultatov lahko zaključimo, da je relativna ionska kapaciteta je 55 % manjša v primeru GMA poliHIPE materiala, dinamična vezna kapaciteta pa je 65 % višja.
Proučili smo tudi možnosti zvišanja specifične površine GMA poliHIPE materialov z naknadnim zamreženjem oz. hiperzamreženjem preko epoksi skupin. Primerjalno smo uporabili dve različni metodi, post-polimerizacijsko ter in-situ hiperzamreženje. V primeru post-polimerizacijskega hiperzamreženja smo uspešno sintetiziran GMA poliHIPE material suspendirali v primernem topilu in dodali različne aminske reagente. Ne glede na pogoje (temperatura, čas, topila, koncentracija reagenta, stopnja zamreženja GMA poliHIPE materiala) bistvenih zvišanj specifičnih površin nismo zaznali. Nasprotno pa je bilo v primeru in-situ reakcij. Aminske reagente smo umešali skupaj z monomerom GMA in zamreževalom etilenglikol dimetakrilat (EGDMA) že v fazi priprave HIP emulzij ter izvedli hiperzamreženje istočasno s polimerizacijo. V tem primeru smo zabeležili povišanje specifične površine med 100 in 400 %. Skladno s specifično površino se je povišal tudi volumen najmanjših mezopor (1.9 – 2.1 nm), ki smo ga določili s pomočjo Barrett-Joyner-Halend (B.J.H.) metode po dušikovi sorpciji. Hipoteza tvorbe mezopor med novo nastalimi povezavami polimernih verig se je tako potrdila.
Keywords: emulzije z visokim deležem notranje faze (HIPE), verižna radikalska polimerizacija, poliHIPE, sinteza na trdni fazi, organske reakcije, hiperzamreženje, poli(akrilna kislina), poli(2-hidroksietilmetakrilat), glicidil metakrilat, funkcionalizacija polimerov.
Published in DKUM: 25.10.2016; Views: 2920; Downloads: 282
Full text (5,54 MB) |
8. POROZNI ELASTOMERI NA OSNOVI POLIURETANOVMatic Marot, 2015, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi so prikazani poskusi sinteze poroznega elastomera z uporabo fotopolimerizacije. Želeli smo sintetizirati elastomer z dobrimi mehanskimi lastnostmi, saj so porozni materiali po navadi krhki. Kot monomer smo uporabili alifatski uretanski diakrilat (AUD, Sartomer CN 965), ki smo ga dodali v emulzijo z visokim deležem notranje faze. Emulzijo smo mešali eno uro v bučki potopljeni v termostatirano vodo z mešalom pri 250 obratih na minuto. Nastale emulzije smo vlili v kalupe in spolimerizirali v UV komori, nato smo produkte očistili v izopropanolu in posušili. Posušene produkte smo analizirali s pomočjo vrstičnega elektronskega mikroskopa in FTIR spektroskopijo. Pri poskusih smo spreminjali pogoje, kot so temperatura, delež notranje faze, topila in surfaktana. Rezultati so pokazali tvorbo emulzij v širokem temperaturnem območju in pri različnih deležih interne faze, vendar so se nam produkti po sušenju precej skrčili, postali trdni in neelastični in nadaljnje analize v večini primerov niso pokazale lepo porozne strukture.
Z namenom izboljšanja elastičnosti in poroznosti materiala smo k AUDju dodali različna zamreževala (MBAA in EGDMA) ter eksperimente izvedli v dušikovi atmosferi, saj prisotnost kisika v reakcijski zmesi lahko moti potek polimerizacije. Testirana zamreževala so izboljšala poroznost materiala, a so bili materiali precej bolj krhki, dušikova atmosfera pa je povzročila zgolj nastanek nehomogenih emulzij, ki niso dobro spolimerizirale.
Keywords: emulzije z visokim deležem notranje faze, porozni polimeri, elastomeri, fotopolimerizacija, zamreževala
Published in DKUM: 22.10.2015; Views: 2269; Downloads: 117
Full text (2,27 MB) |
9. Sinteza poroznih materialov iz metakrilatov in vinilestrovMarko Turnšek, 2014, doctoral dissertation Abstract: V okviru doktorske disertacije smo s polimerizacijo v masi proučevali vpliv pogojev na pripravo glicidil metakrilatnih poroznih polimernih nosilcev. Proučili smo vplive zamreževala etilenglikol dimetakrilata in različnih porogenih topil na morfologijo poroznih nosilcev. Nosilce smo funkcionalizirali z različnimi amini in tioli. Dobljene porozne monolite smo tudi naknadno zamrežili, da smo povečali specifično površino.
Pripravili smo tudi emulzije z visokim deležem notranje faze; v organski fazi smo imeli raztopljen monomer. Kot monomer smo uporabili divinil adipat, ki je difunkcionalen vinil ester. Proučevali smo: vpliv sestave emulzije, tipa termičnega iniciatorja, dodatka topil in reakcijskih pogojev na stabilnost emulzije, morfologijo pripravljenih monolitov, obliko in velikost por ter poroznost. Divinil adipat kot samostojno uporabljen monomer še ni bil opisan, zato smo raziskali vpliv razmerja med hidrofilno in hidrofobno fazo emulzije na pripravo stabilne emulzije. Potreben je bil izbor primernih surfaktantov, kombinacije različnih surfaktantov ter količine topila. Pripravljene emulzije smo termično polimerizirali. Za radikalsko iniciacijo smo uporabili različne termične iniciatorje; prav tako smo testirali uporabo fotokemičnih iniciatorjev. Proučili smo vpliv segrevanja in staranja emulzije na njeno stabilnost ter na združevanje kapljic emulzije. S segrevanjem emulzije smo dosegli 5-kratno povečanje kapljic, s staranjem 25 ur pa 0,4-kratno povečanje. Pripravili smo tudi emulzije brez soli v vodni fazi in tako povzročili Ostwaldovo rast in koalescenco kapljic v emulziji. Na ta način smo povečali velikost kapljic za dvakrat. Pri vseh metodah smo spremljali velikost kapljic emulzije in velikost primarnih por monolita, saj je velikost por polimera običajno sorazmerna z velikostjo kapljic notranje faze emulzije. Pripravljene monolite smo izpostavili različnim medijem z različnimi koncentracijami ter tako ugotavljali primernost medija in hitrost biorazgradnje.
Pripravili smo tudi porozne polimere iz emulzije z visokim deležem notranje faze, nasičene z aluminijevim oksidom. Kot monomere smo uporabili propoksiliran trimetilol propan triakrilat in metil metakrilat, zamrežen z etilenglikol dimetakrilatom. Raziskali smo vpliv sestave emulzije na morfologijo monolitov: vpliv topila, surfaktanta, disperzanta in količino vodne faze. Z elektronsko mikroskopijo smo preučevali morfologijo pripravljenih monolitov. Vzorce z ustrezno poliHIPE morfologijo smo postpolimerizacijsko obdelali. V cevni peči smo s počasnim intervalom segrevanja do 1400°C izžgali organske komponente monolita. Ostal je skelet iz aluminijevega oksida, ki smo ga okarakterizirali z adsorpcijo/desorpcijo dušika, živosrebrno porozimerijo, helijevo piknometrijo in elektronsko mikroskopijo. Ustvarili smo visoko porozen polimer iz aluminijevega oksida z značilno poliHIPE morfologijo. Ugotovili smo tudi, da se med segrevanjem morfologija bistveno ne spremeni.
Keywords: polimeri, polimerizacija v masi, glicidil metakrilat, emulzije z visokim deležem notranje faze, divinil adipat, monolit, emulzija, poliHIPE, funkcionalizacija polimerov, biorazgradnja, kompozitni materiali, porozna keramika
Published in DKUM: 07.07.2014; Views: 2360; Downloads: 341
Full text (8,28 MB) |
10. POROZNI POLIMERI IZ ALIFATSKIH URETANSKIH DIAKRILATOVDavor Bezget, 2014, undergraduate thesis Abstract: Na osnovi monomera alifatski uretanski diakrilat (AUD) smo želeli z uporabo emulzij sintetizirati porozne poliHIPE materiale. Zaradi različne uporabe poliHIPE materialov je pomembno, da poskušamo sintetizirati le te z različnimi monomeri. Posledično dobimo različne kemijske in fizikalne lastnosti. Ker so določeni poliHIPE materiali trdi in krhki, smo želeli sintetizirati bolj prožen material. V kombinaciji z alifatskim uretanskim diakrilatom smo uporabljali tudi stiren, divinil benzen, divinil adipat in tetratiol (pentaeritritol tetrakis(3-merkaptopropionat)). Sintezo smo izvajali v steklenem reaktorju. K organski fazi, ki so jo sestavljali monomeri, surfaktant, topilo in iniciator smo po kapljicah dodajali vodno fazo, ki jo je predstavljala deionizirana voda z raztopljenim kalcijevim kloridom. S pomočjo propelerskega mešala smo pri 300 obr/min po 60 min dobili emulzijo. Za polimerizacijo te emulzije smo uporabljali dva različna postopka; termično polimerizacijo in fotopolimerizacijo. Polimere smo čistili z etanolom in destilirano vodo. Monolite, ki smo jih dobili s termično polimerizacijo, smo čistili v Soxletovem aparatu. Vzorce smo sušili v digestoriju, nekatere tudi v vakuumskem sušilniku. S spreminjanjem sestave organske faze smo želeli dobiti porozen poliHIPE monolit. Stabilnost emulzije in polimerizacija je bila v večina primerih uspešna. Problem pa je nastal, ker so se monoliti v času sušenja zelo krčili. Kemijsko sestavo vzorcev smo spremljali s FTIR spektroskopijo. Za nas najpomembnejši signali so bili za vezi N-H, C-O, C=O. Ti signali nam dokazujejo vsebnost alifatskega uretanskega diakrilata v vzorcu. Strukturo vzorcev smo analizirali s SEM mikroskopijo. Te posnetke smo naredili s posušenimi vzorci in z vzorci, ki se še niso sušili. Polimerizacija stabilnih emulzij je uspela, vendar so SEM posnetki pokazali, da večina vzorcev nima tipične poliHIPE morfologije. Vzorec, ki je imel samo 5% vsebnost alifatskega uretanskega diakrilata je pokazal lepo poliHIPE strukturo. Prvi cilj, uspešna polimerizacija z alifatskim uretanskim diakrilatom, je bil dosežen. Drugi cilj je pa bil sintetizirati poliHIPE material, to pa nam je uspelo samo v primeru z malo vsebnostjo alifatskega uretanskega diakrilata.
Keywords: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, poliHIPE materiali, emulzijska polimerizacija, klik reakcije, tiol-en polimerizacija
Published in DKUM: 03.06.2014; Views: 3348; Downloads: 336
Full text (3,98 MB) |
