Search the digital library catalog

Abstract: Potrebe po polimernih materialih, osnovanih iz termoplastov bodisi termosetov, ki jih opredeljujemo kot plastične materiale, naraščajo zaradi njihove vsestranske uporabe. Kljub nenehni rasti proizvodnje se letno reciklira le približno 10 % plastike, 8 % se sežge, preostanek pa konča na odlagališčih, v oceanih in posledično tudi v živih organizmih. To ne povzroča le izčrpavanja neobnovljivih virov energije, temveč tudi vpliva na emisije toplogrednih plinov. Ključna prioriteta EU za doseganje ogljične nevtralnosti do leta 2050 predstavljajo učinkovite strategije za trajnostni razvoj in zmanjšanje CO₂, ki temeljijo na ponovni uporabi recikliranih materialov. Predlagana raziskava obravnava razvoj trajnostnih in reciklirnih kompozitov, katerih glavni izziv je ustvarjanje visoko zmogljivih reciklirnih termoplastičnih kompozitov, ojačanih s polifenoli, kjer naravna polnila nadomeščajo tradicionalna kemična z biološko osnovanimi alternativami. V sklopu diplomske naloge smo s procesom ekstruzije vroče taline pripravili termoplastični kompozit na osnovi recikliranega polipropilena (PP-r), ojačan z naravnim polnilom taninom (T.P), funkcionaliziranim s citronsko kislino (CA). Preučevali smo vpliv funkcionalizacije T.P na vezavo med polimerno matrico in polnilom ter na fizikalno-kemijske, termične in antioksidativne lastnosti PP-r. Funkcionalizirane delce T.P smo ovrednotili z infrardečo spektroskopijo z oslabljenim popolnim odbojem (ATR-FTIR), termogravimetrično analizo (TGA), dinamičnim sipanjem svetlobe (DLS) in 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) metodo, termoplastične kompozite pa z ATR-FTIR spektroskopijo, TGA, diferenčno dinamično kalorimetrijo (DSC) in DPPH metodo. Ugotovili smo, da vzorci z nižjim dodatkom CA izkazujejo najugodnejše ravnovesje lastnosti ter izboljšano kompatibilnost s polimerno matrico. Rezultati potrjujejo potencial funkcionaliziranih naravnih dodatkov pri izboljšavi lastnosti recikliranih polimernih kompozitov, kar predstavlja pomemben korak v smeri razvoja trajnostnih materialov.
Keywords: tanin, citronska kislina, reciklirani polimeri, funkcionalizacija, antioksidativnost, termičnoplastični kompoziti, trajnostni materiali
Published in DKUM: 12.09.2025; Views: 0; Downloads: 14
Full text (6,05 MB)

Abstract: Doktorska disertacija je razdeljena na štiri dele, v katerih sta obravnavana študija biološke aktivnosti ekstraktov olupkov manga (MPE) ter optimiranje sinteznih metod transportnih sistemov (alginatne kroglice, liposomi in micelarne membrane mikrobnega izvora), vključno z njihovo funkcionalizacijo z MPE za različne terapevtske aplikacije (in vitro). V prvem delu smo s pomočjo različnih ekstrakcijskih metod iz svežih in suhih olupkov manga pridobili MPE z visoko vsebnostjo totalnih fenolov, proantocianidinov, posameznih fenolnih spojin, proteinov in nekaterih encimov v aktivnih oblikah ter z visoko antioksidativno aktivnostjo. Nadalje smo potrdili protibakterijske lastnosti testiranih MPE na rast Gram-negativnih (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) ter Gram-pozitivnih bakterij (Bacillus cereus, Staphylococcus aureus). Z uporabo nizkocenovnega postopka sušenja olupkov manga na zraku smo ohranili biološko aktivnost MPE. Na vsebnost bioaktivnih spojin in biološko aktivnost pa sta vplivala tudi uporabljena ekstrakcijska metoda in topilo. Ultrazvočni etanolni MPE iz suhih olupkov je zagotovil dobro protibakterijsko in antioksidativno delovanje, zato smo ga v nadaljevanju vgradili v različne transportne sisteme. V drugem delu smo MPE enkapsulirali v alginatne kroglice, proizvedene z metodo ionotropske gelacije. Sintetizirani napredni biološko aktivni sistem izkazuje dobro termično stabilnost s temperaturo degradacije nad 270 °C. Prav tako ni bilo prisotnih razpok na površini sintetiziranih liofiliziranih alginatnih kroglic. Alginatne kroglice so se izkazale kot odličen transportni sistem za enkapsuliran MPE zaradi stabilnosti pri kislih želodčnih pogojih in posledično doseganje tarčnega mesta (črevesje), kjer smo dosegli postopno sproščanje MPE, kar pomembno vpliva na uspešno absorpcijo v telesu. S protibakterijsko študijo smo dokazali pomemben inhibitorni učinek alginatnih kroglic z MPE na rast patogenih črevesnih bakterij E. coli in S. aureus. V tretjem delu smo optimirali sintezo liposomov za uspešno enkapsulacijo MPE. Za formulacijo liposomov smo uporabili metodo hidracije tankega lipidnega filma z dodatkom 5 mm steklenih kroglic in 24-h stresanjem. Zelo stabilno in monodisperzno formulacijo liposomov z velikostjo delcev <300 nm smo dosegli z uporabo polarnega organskega topila etanola, z uporabo nepolarnih topil pa so najboljšo stabilnost izkazovali liposomi, proizvedeni s kloroformom. Uspešno smo enkapsulirali MPE v liposome in potrdili profil enakomernega sproščanja MPE, vključno z inhibitorno aktivnostjo na rast E. coli in S. aureus. Sintetizirani liposomi z enkapsuliranim MPE se med postopkom liofilizacije niso degradirali, prav tako so bili termično stabilni in ni bilo zaznati signifikantnih kemijskih interakcij med enkapsulirano bioaktivno spojino ter lipidi fosfolipidnega dvosloja. V četrtem delu smo optimirali gojenje terapevtskih gob Ganoderma lucidum in Pleurotus ostreatus s submerzno kultivacijo za doseganje najvišjega prirasta in posledično najintenzivnejše tvorbe micelarnih membran s sposobnostjo visoke absorpcije vode. Sestava in pH rastnega medija sta imela ključen vpliv na tvorbo membran ter njihove karakteristike. Najustreznejši rastni pogoji so bili zagotovljeni pri bazičnem pH v mediju, ki je vseboval sladni ekstrakt za G. lucidum, in v mediju z dodatkom glukoze za P. ostreatus. Zaradi hidrofilne spodnje površine micelarnih membran so te izkazovale visoko sposobnost absorpcije vode, in sicer več kot 600 % za P. ostreatus in do 500 % za G. lucidum. Potrdili smo prisotnost širokega spektra funkcionalnih skupin, termično stabilnost s temperaturo degradacije nad 260 °C ter vlaknasto in porozno strukturo nastalih micelarnih membran. Micelarne membrane obeh gob smo nadalje uspešno funkcionalizirali z MPE ter dosegli enakomeren in postopen profil sproščanja MPE, vključno z uspešnim protibakterijskim delovanjem funkcionaliziranih membran na rast E. coli in S. aureus.
Keywords: mango, ekstrakcija, polifenolne spojine, protibakterijska aktivnost, transportni sistemi, alginatne kroglice, liposomi, micelarne membrane, funkcionalizacija, enkapsulacija, vgrajevanje, in vitro sproščanje, karakterizacija
Published in DKUM: 02.10.2024; Views: 0; Downloads: 65
Full text (13,98 MB)

Abstract: Glavna tema magistrske naloge je izolacija gradnikov jajčnih lupin kokoši in prepelice ter obdelava sintetičnih (poliester, PES) ter naravnih (bombaž) tekstilij z le-tem. Izbira teme je temeljila na pogledu na jajčne lupine kot odpadek in hkrati kot uporabno surovino, ki lahko izboljša lastnosti drugih surovin oz. materialov, pri tem pa lahko ustvarimo napredek na področju ognjevarnih, medicinskih ter UV-zaščitnih oblačil. V nalogi smo preverjali izbrane funkcionalne lastnosti vodne raztopine jajčnih lupin, kot so: velikosti delcev in zeta potencial, pH vrednost, motnost, površinska napetost, stični kot, električna prevodnost in antioksidativnost; ter analizirali učinkovitost obdelave poliestrnih (PES) in bombažnih tkanin s pridobljenimi raztopinami, pri čemer smo uporabili napredne preparativne (hidrotermična razgradnja- hidroliza) in analitske metode (merjenje pH, spektroskopija). Ugotovili smo, da je vzorec v obliki vodne raztopine pokazal dobre lastnosti na področju površinske lastnosti, prav tako je pokazalo dobre rezultate pri meritvah zeta potenciala ter pri merjenju električne prevodnosti. Pri obdelanih PES in bombažnih vzorcih s to raztopino jajčnih lupin, pa lahko poudarim, da so bili vidni rezultati na področju ognjevarnosti, protimikrobnosti in UZF. Rezultati sicer niso bili izraziti, ampak bili opazni in so mejili v dobro smer.
Keywords: jajčne lupine, hidroliza, funkcionalizacija, izolirani gradniki, PES in bombažne tekstilije, ognjevarnost, medicinske tekstilije, UV zaščita
Published in DKUM: 22.03.2024; Views: 334; Downloads: 40
Full text (3,18 MB)

Abstract: Tema diplomskega dela je funkcionalizacija bombažne in poliestrne tkanine z izbranimi substrati, ki med drugim, z namenom izboljšanja hidrofobnih in ognjevarnih lastnosti tekstilij na okolju prijazen in ekonomičen način, vključujejo nanodelce. V namen doseganja hidrofobnosti pri bombažu ter poliestru tekstilije, so vzorci bili apretirani s silikonom, heksanom ter titanijevim dioksidom. V namen pridobivanja ognjevarnih lastnosti bombaža so se uporabili premazi iz silikona, natrijevega bromida, lizina in titanijevega dioksida, za poliester pa sta bila uporabljena premaza iz lizina in titanijevega dioksida. Naštete kemične spojine so bile uporabljene posamično ali kombinirano ter nanešene v 1−2 slojih na površino tekstilije. Uspešnosti nanosov so bile testirane z uporabo gravimetrične metode, kjer je bilo opazovano, koliko nanosa se je na tekstiliji po sušenju obdržalo; goniometrije, kjer je bil opazovan stični kot med kapljico vode in apretirano površino tekstilije in tako opredeljena omočljivost; preprostega preliminarnega ognjevarnega testa, kjer je bila opazovana hitrost gorenja ter dolžina izgorelega vzorca. Izvedena je bila tudi ATR-FTIR tehnika, s katero se je na apretiranih vzorcih preverjala prisotnost določenih skupin in vezi, ki indicirajo posebne funkcionalnosti materiala. Pridobljeni rezultati so podani v nalogi, medsebojno so primerjani in na podlagi njih so izpostavljene ugotovitve.
Keywords: nanomateriali, hidrofobnost, ognjevarnost, bombaž, poliester, funkcionalizacija tekstilij, silikon, titanijev dioksid, heksan, natrijev bromid, lizin
Published in DKUM: 25.04.2022; Views: 791; Downloads: 56
Full text (1,17 MB)

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: 1209; Downloads: 154
Full text (1,31 MB)