1. Uravnavanje hidrofilnosti površine poli(akrilatov) : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeKaja Pleša, 2022, undergraduate thesis Abstract: Cilj diplomskega dela je bil pripraviti poli(metakrilaten) material s kopolimerizacijo kombinacije hidrofilnih in hidrofobnih metakrilatov za povečanje hidrofilnost materiala na eni strani in izboljšanje selektivne vezave določenih beljakovinskih molekul na drugi strani. Polimerizirali smo monolite in membrane z različnim razmerjem metakrilatov butil metakrilat, 2-etilheksil metakrilat, lavril metakrilat in zamreževalom etilenglikol dimetakrilatom. Monomer BMA je najbolj hidrofilen LMA pa najmanj, zato smo povečevali delež BMA in zmanjševali delež LMA. Za polimerizacijo smo uporabili termični iniciator AIBN in foto iniciator I819. Ugotovili smo, da prisotnost kisika, uporaba iniciatorja in količina zamreževala vplivajo na potek proste radikalske polimerizacije. Dobljene produkte smo okarakterizirali z različnimi analiznimi metodami. S FT-IR spektroskopijo smo potrdili prisotnost glavnih funkcionalnih skupin v sintetiziranih polimerih. Z adsorpcijo/desorpcijo dušika z uporabo Brunauer-Emmett-Teller metode smo izmerili specifične površine materialov, ki so bile manjše od 0,5 m2/g. Z analizo za določanje stičnega kota pa smo ugotovili, da imajo pripravljeni materiali hidrofilno površino. Meritve stičnega kota so se zaradi spreminjanja molskega razmerja metakrilatov gibale med 57,8 ° in 92,7 °.
Keywords: polimeri, polimerizacija v masi, metakrilati, monoliti, polimerne membrane, stični kot
Published in DKUM: 29.08.2022; Views: 594; Downloads: 85
 Full text (3,13 MB) |
2. Vpliv morfoloških značilnosti poroznih polimetilmetakrilatov na fizikalne lastnostiNika Krampl, 2015, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi smo se osredotočili na vpliv morfoloških značilnosti poroznih polimetilmetakrilatov na njihove fizikalne lastnosti. Polimerni monoliti so bili pripravljeni s polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze, polimerizacijo v masi in sonokemično.
Polimerizacijo v masi dobimo tako, da v čaši zmešamo zamreževalo, monomer in porogen ter na koncu dodamo še radikalski iniciator, ki je bil α,α'-azoizobutironitril. Uporabljena monomera sta bila glicidil metakrilat in metil metakrilat, kot zamreževalo pa smo uporabili etilenglikol dimetakrilat. Potrebno je bilo poiskati primeren porogen; najustreznejša sta bila cikloheksanol in izopropanol. Polimerizacija je potekla v kalupu pri temperaturi 55 °C. Pri polimerizaciji kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze smo polimerizirali emulzijo, ki je vsebovala monomere, iniciator in surfaktant. Uporabljena monomera in zamreževalo so bili enaki kot pri polimerizaciji v masi. Uporabljeni surfaktant je bil PEL 121. Kot radikalski iniciator smo uporabili kombinacijo kalijevega persulfata in N,N,N',N'-tetrametil-etan-1,2-diamina. Polimerizirali smo v kalupu pri temperaturi 40 °C. Pri sonokemiji je bil postopek sestavljen iz priprave HIP emulzije, katero smo ultrasonificirali in jo nato polimerizirali v kalupu pri temperaturi 45 °C.
Tako pripravljene polimerne monolite je bilo potrebno očistiti v primernem topilu. Z vrstičnim elektronskim mikroskopom smo preverili njihove strukture. Z infrardečo spektroskopijo smo potrdili njihovo kemijsko strukturo. Njihovo specifično površino smo določili z adsorpcijsko/desorpcijsko porozimetrijo (BET metodo). Nato smo jih poslali še na testiranje fizikalnih lastnosti, kjer smo testirali stisljivost in nateznost.
Opazili smo, da se je struktura spreminjala, tako smo dobili največje dimenzije por polimernih monolitov pri polimerizaciji kontinuirne faze HIP emulzije, sledila je polimerizacija v masi in nazadnje priprava polimernih monolitov z uporabo ultrazvoka. Spreminjala se je tudi specifična površina. Največja je bila pri monolitu poliHIPE, najmanjša pa pri monolitu pripravljenem s polimerizacijo v masi. Prav tako so se spreminjale tudi fizikalne lastnosti polimernih materialov, kar je posledica spreminjanja strukture (velikosti in porazdelitve por).
Keywords: polimeri, poliHIPE, miniemulzija, velikost por, monoliti, polimerizacija v masi, metil metakrilat, fizikalne lastnosti
Published in DKUM: 29.10.2015; Views: 2743; Downloads: 176
Full text (6,96 MB) |
3. MAKROPOROZNI POLIMERI IZ 2-HIDROKSIETIL METAKRILATALara Terzić, 2014, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu smo na podlagi dveh različnih metod sintetizirali produkte, ki vsebujejo 2-hidroksietil metakrilat. Pripravili smo polimerne poliHIPE monolitne produkte iz emulzij tipa O/V in polimere PHEMA z uporabo sintranih delcev PMMA.
Poli(2-hidroksietil metakrilat) (PHEMA) je hidrofilni in biokompatibilni polimer, ki se uporablja na primer kot material za kontaktne leče (hidrogel), za dostavo aktivnih učinkovin, 3D nosilec v tkivnem inženirstvu, idr.
Za pridobivanje PHEME smo izvedli termično polimerizacijo in fotopolimerizacijo. Pri obeh metodah smo preučevali vpliv različnih dejavnikov kot so: volumski deleži posameznih faz, zamreževal, hitrost mešanja, temperatura ob mešanju emulzije, staranje emulzije, dodajanje aditivov, različen čas sintranja PMMA in različni načini sušenja monolitov. Cilj naloge je z različnimi eksperimentalnimi postopki ter s spreminjanjem različnih parametrov pridobiti morfološko najbolj primeren polimer, torej bimodalno porazdelitev por, kar pomeni, da so poleg že omenjenih makro por, prisotne tudi pore v nano dimenzijah, t.i. terciarne pore. V ta namen smo uporabili kombinacijo koloidnega sistema ob dodatku porogenih topil. Bimodalno razporeditev por in nekoliko večje vrednosti specifične površine, smo dosegli pri sintezi poliHIPE produktov z dodatkom 10 ut% porogenih topil, t.j. višjih (maščobnih) alkoholov. Na podlagi rezultatov študij vpliva deleža zamreževala in interne faze cikloheksana, smo ugotovili najugodnješo sestavo emulzije za nadaljne eksperimente in sicer 80 vol % cikloheksana ob souporabi 15 mol % zamreževala MBAA.
V diplomskem delu je prikazana tudi analiza vpliva različne hitrosti mešanja emulzije na polimeriziran produkt, pri čemer produkt, sintetiziran iz emulzije, mešane pri 150 obr/min rezultira z bistveno večjimi porami kot tisti z mešanjem emulzije pri 300 obr/min.
Pri sintezi polimerov s sintranjem PMMA, smo pridobili produkte s precej večjimi primarnimi porami (tudi do 100 µm), kot pri sintezi polHIPE produktov, vendar so poliHIPE produkti rezultirali s kompleksnejšo morfologijo, ki bi celicam omogočala boljši pretok hranilnih snovi in rast.
Rezultati kažejo, da je fotopolimerizacija ugodnejša kot termična polimerizacija, saj je produkt z uporabo foto iniciatorja bolj homogene teksture in morfologije, pri čemer fotopolimerizacija poteče hitreje kot termična polimerizacija. Čas sintranja in velikost delcev PMMA je imel bistven vpliv na poroznost in morfologijo produktov, pri čemer smo ugotovili, da se pri 24 h sintranja delci bolje zlepijo in po odstranitvi matrice pridobimo makroporozen polimer.
Diplomsko delo prikazuje študijo pridobivanja polimerov, ki bi potencialno lahko služili za nadaljne študije na področju biomedicine in ostalih ved.
Keywords: poliHIPE, PHEMA, makroporozni polimeri, poroznost, monoliti
Published in DKUM: 22.10.2014; Views: 2657; Downloads: 274
Full text (7,51 MB) |
4. POROZNI ZAMREŽENI POLISTIRENI IZ EMULZIJ IN MINIEMULZIJNatalija Pokeržnik, 2013, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je predstavljen vpliv raznih parametrov na velikost in velikostno porazdelitev kapljic V/O HIPE emulzij ter posledično na velikost in velikostno porazdelitev primarnih por polistirenskih monolitov. Uporabili smo monomere stiren, divinilbenzen in 2 etilheksilakrilat, pri čemer je divinilbenzen služil kot zamreževalo, 2 etilheksilakrilat pa kot monomerni plastifikator. Z namenom študija HIPE miniemulzij smo spreminjali surfaktant in njegovo količino, porogeno topilo in njegovo količino, iniciator, jakost in čas ultrasonifikacije, količino vodne faze ter čas mešanja emulzije po dodani vodni fazi. Pripravljene emulzije smo okarakterizirali z optičnim mikroskopom pri 400- ali 1000 kratni povečavi, nastale polistirenske monolite pa z vrstičnim elektronskim mikroskopom. S pomočjo FTIR spektrov smo potrdili kemijsko sestavo pripravljenih polistirenov, z adsorpcijsko/desorpcijsko porozimetrijo (BET metodo) pa smo izmerili njihovo specifično površino.
Kot porogeno topilo smo uporabili toluen, heksadekan in kombinacijo obeh, pri čemer smo zasledili, da so kapljice emulzij in primarne pore polistirena najmanjše v primeru uporabe 4 ut. % heksadekana. Ker se nastali monoliti med polimerizacijo malenkost skrčijo, smo ugotovili, da je bolje, da se pri pripravi emulzije doda 80 % vodne faze. Pri raziskavah smo preučevali tudi vpliv dveh surfaktantov, Span 80 in Hypermer A70, in njuno količino, od 20 % do 40 %, na velikost kapljic in por. Rezultati so pokazali, da so emulzije med ultrasonifikacijo ostale stabilne v primeru uporabe 40 % dodanega surfaktanta, najmanjše kapljice in pore pa smo dobili pri uporabi surfaktanta Hypermer A70. Pri dodatku 40 % surfaktanta so bile vse emulzije stabilne tudi pri uporabi 100 % jakosti ultrazvoka in pri 75 % jakosti v primeru 20 minutne ultrasonifikacije. Prav tako se je izkazalo, da uporaba kombinacije iniciatorjev TEMED in APS za pripravo takšnih miniemulzij ni primerna. Pri primerjavi različnih časov mešanja emulzije po dodani vodni fazi se je izkazalo, da lahko tudi z daljšimi časi mešanja močno zmanjšamo velikost kapljic emulzije in por polimernih materialov.
Keywords: polimeri, poliHIPE, miniemulzije, polistiren, velikost kapljic, velikost por, monoliti
Published in DKUM: 05.09.2013; Views: 3039; Downloads: 384
Full text (3,70 MB) |
5. Vpliv funkcionalizacij in struktur metakrilatnih monolitov na pretočnosti in kapacitete za različno velike molekuleVida Frankovič, 2009, dissertation Abstract: V zadnjih desetletjih je bilo veliko narejeno na področju priprave in izboljšave kromatografskih nosilcev za doseganje čim boljše ločbe biomolekul. Convection Interaction Media (CIM) ionsko-izmenjevalni metakrilatni monolitni kromatografski nosilci vedno bolj pridobivajo na pomenu pri hitrih ločbah in čiščenju velikih biomolekul, kot so večji proteini, DNA, virusi, bakteriofagi, itd. Zaradi njihove posebne odprto-porozne strukture, ki omogoča hitro izmenjavo molekul med mobilno in stacionarno fazo na osnovi konvektivnega prenosa, izkazujejo pretočno neodvisno ločbo in dinamično vezno kapaciteto.
Velikost por monolitnih nosilcev igra zelo pomembno vlogo pri ločevanju različno velikih molekul. Pore morajo biti dovolj velike, da omogočajo neovirano vezavo in ločbo biomolekul določene velikosti. Velike molekule se lahko v premajhnih porah ujamejo in zamašijo pretočne kanale, kar se lahko odrazi v manjših izkoristkih pri ločevanju in čiščenju. Poleg tega lahko zaradi zamašitve tlak na nosilcu močno naraste in pride do fizičnih poškodb le tega. Pri izbiri nosilca z določeno velikostjo por je potrebno biti pazljiv, saj se lahko vezna kapaciteta zmanjša na račun večjih por, zaradi zmanjšanja specifične površine.
Predmet mojega doktorskega dela je bil najti ustrezen način funkcionalizacije površine por monolita, ki bo zagotavljala zvišanje kapacitete biomolekul ob čim nižjem padcu tlaka. Najpogostje se v ta namen uporablja uvajanje polimernih verig (lovk) s tehniko pripajanja (graftiranje). Rezultati doktorske disertacije so pokazali najmanj dva do tri kratno povišanje dinamične vezne kapacitete za številne različno velike molekule, vključno s plazmidno DNA na graftiranih monolitnih nosilcih. Čeprav graftiranje na površino metakrilatnih monolitov povzroča nižjo prepustnost, je njihova kapaciteta mnogo višja od ne-graftiranih monolitov, ki imajo isto prepustnost pri enakih pogojih. Zaradi dokazanih pretočno neodvisnih lastnosti, lahko graftirani metakrilatni monoliti postanejo primerna izbira za čiščenje različno velikih molekul.
Izboljšanje procesov čiščenja biomolekul je mogoče na področju produktivnosti, selektivnosti in enostavnejše uporabe. Idealno so vse tri karakteristike zajete v enem samem kromatografskem nosilcu, kar omogoča čiščenje v enem samem kromatografskem koraku. Z graftiranjem hidrofobnih linearnih verig in naknadno pretvorbo preostalih epoksi v anionske skupine nam je uspelo pripraviti monolit z mešanimi adsorpcijskimi lastnostmi, ki se je izkazal kot učinkovit v procesu čiščenja pDNA.
Keywords: graftiranje (pripajanje), funkcionalizacija, CIM monoliti, anionsko-izmenjevalni kromatografski nosilci, DEAE, padec tlaka, prepustnost, dinamična vezna kapaciteta, proteini, pDNA, število veznih mest (z-faktor), kombinirani monoliti
Published in DKUM: 01.12.2009; Views: 4950; Downloads: 386
Full text (1,37 MB) |
6. POROZNI POLIAKRILATI IN POLI(VINILBENZIL KLORID) ZA IMOBILIZACIJO ORGANSKIH MOLEKULIrena Pulko, 2009, dissertation Abstract: V okviru doktorske disertacije smo proučili vpliv pogojev na pripravo akrilatnih ter vinibenzil kloridnih tipov poroznih netopnih polimernih nosilcev. Proučili smo vpliv polimerizacijskih pogojev na supramolekularno strukturo in morfologijo ter reaktivnost polimernih nosilcev. Nove polimerne nosilce v monolitni, zrnati in membranski obliki smo uporabili pri procesih separacij in čiščenja ter pri procesih katalize.
Aktiven polimerni nosilec, primeren za nadaljnje vezave in funkcionalizacije lahko pripravimo iz različnih monomerov, ki pa so pogosto dragi ali komercialno nedostopni. Zato smo v začetnem delu doktorata pripravili nosilce poli(akrilne kisline) in jih pretvorili v poli(akriloil klorid). Zaradi dobro izstopajoče kloridne skupine je možna enostavna funkcionalizacija. Proučili smo vpliv polimerizacijskih pogojev, stopnje zamreženja, dodatka porogena in komonomera ter vrste in količine stabilizatorja na omenjeno pretvorbo. Za uspešno aplikacijo je pomembna združljivost matrike in topila; običajno je matrika združljiva zgolj s polarnimi ali nepolarnimi topili. Zato smo se odločili, da v naslednji stopnji pripravimo matriko, ki bo združljiva s širokim spektrom topil. V ta namen smo pripravili zrnate in poliHIPE nosilce na osnovi vinilbenzil klorida in jih hiperzamrežili s Friedel-Craftsovo reakcijo. Med hiperzamreženjem se tvori fino porozna struktura, ki se obdrži tudi po odstranitvi topila. Polimer ima visoko specifično površino in je združljiv tako s termodinamsko ugodnimi kot neugodnimi topili. 4-metilaminopiridin smo kovalentno vezali na izhodne in hiperzamrežene nosilce ter spremljali katalitsko aktivnost imobiliziranega katalizatorja pri reakciji aciliranja in Baylis-Hillmanovi reakciji. Učinkovitost katalizatorja je močno odvisna od matrike, na katero je imobiliziran; hiperzamrežena matrika se je domala v vseh primerih izkazala kot učinkovitejša. Združljivost matrike in termodinamsko ugodnega ter neugodnega topila smo študirali z izvedbo reakcije v toluenu in dietiletru. Smotrnost imobilizacije katalizatorja smo potrdili z večkratno zaporedno uporabo imobiliziranega katalizatorja, brez bistvenega zmanjšanja učinkovitosti. Pri olefinsko metateznih reakcijah se pogosto uporabljajo katalizatorji tipa Grubbs, ki jih je potrebno po reakciji ločiti iz produktne mešanice. Zato smo pripravili nosilce na osnovi 4-nitrofenil akrilata, jih hidrolizirali, pretvorili v kislinski klorid in funkcionalizirali z 1,4-butandiolviniletrom, ter študirali vpliv morfologije in kemijske strukture nosilca na učinkovitost kovalentne vezave rutenijevega katalizatorja iz produktne mešanice. Nadalje smo študirali vpliv morfologije in kemijske strukture na odstanitev atrazina iz raztopine z nosilcem, funkcionaliziranim s piperazinom. Za odstranitev smo uporabili nosilca na osnovi 4-nitrofenil akrilata in 4-vinilbenzil klorida; slednjega smo pred funkcionalizacijo hiperzamrežili. Najučinkovitejši je bil hiperzamrežen nosilec, ki je atrazin odstranil v petnajstih minutah. Glede na to, da je aktivnost kazal tudi hiperzamrežen nefunkcionaliziran nosilec, predvidevamo da odstranitev ni posledica zgolj kovalentne vezave, ampak tudi adsorpcije.
Z namenom uporabe membran v separacijske namene v obliki membranskih modulov smo pripravili zamrežene poliHIPE membrane na osnovi glicidil metakrilata. Študirali smo vpliv dodatka etilheksil akrilata, stopnje zamreženja in dodatka interne faze na njihovo morfologijo, pretočnost in mehanske lastnosti. Vezana kapaciteta proteina bovin serum albumin je znašala 45 mg/mL, kar je več kot v primerih analognih monolitnih nosilcev.
Keywords: polimeri, makroporozni polimeri, poliHIPE, emulzija, organski katalizatorji, monoliti, membrane, poliakrilati, poli(vinilbenzil klorid)
Published in DKUM: 07.05.2009; Views: 5909; Downloads: 541
Full text (15,34 MB) |
