1. Vpliv iniciatorja in zamreženja na odzivnost hidrogel/stiren dvodomenskih poroznih polimerovDomen Slemenšek, 2024, master's thesis Abstract: Magistrsko delo predstavlja rezultate sinteze in proučevanja vplivov iniciatorja, zamreženja in drugih dejavnikov na dvodomenski porozni polimer. Ena domena je hidrogel, ki vsebuje akrilno kislino zamreženo z N,N'-metilenbis(akrilamid)-om, medtem ko druga domena, v kateri se ta hidrogel nahaja, vsebuje stiren zamrežen z divinilbenzenom. Tako se hidrogelu omeji prostor za nabrekanje in s tem poveča uporabnost. Polimer smo sintetizirali z verižno radikalsko polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze.
Pomembno je bilo zagotoviti stabilnost emulzije, da ni prišlo do ločevanja faz. Monoliti so bili bele barve, togi, krhki in porozni, s sposobnostjo absorbiranja velike količine vode, kar je glavna lastnost hidrogelov. Najpomembnejši dejavnik, ki vpliva na absorpcijo vode, je bil delež zamreženja z divinilbenzenom. Uspešnejša kot je bila polimerizacija, višja je bila absorpcija vode.
Karakterizacijo smo izvedli z vrstičnim elektronskim mikroskopom, gravimetrijo in testiranjem absorpcije vode. Material lahko okarakteriziramo kot mikrogel v polimerni matriki, vendar bi to bilo potrebno potrditi s presevnim elektronskim mikroskopom zaradi omejitev vrstičnega elektronskega mikroskopa.
Keywords: poliHIPE, hidrogel, dvodomenski porozni polimer, stiren, divinil benzen, akrilna kislina, N, N′-metilenbis(akrilamid), verižna radikalska polimerizacija, absorpcija vode
Published in DKUM: 03.09.2024; Views: 56; Downloads: 11
 Full text (8,72 MB) |
2. Sinteza visoko poroznih poliHIPE materialov na osnovi N-vinilkaprolaktama : magistrsko deloTilen Kos, 2022, master's thesis Abstract: V okviru magistskega dela smo s polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze sintetizirali visoko porozne polimerne materiale na osnovi N-vinilkaprolaktama. V sinteznem postopku smo spreminjali vrsto in delež iniciatorja, surfaktanta, delež notranje faze, ter razmerje med deležem monomera in zamreževala ter preučevali vpliv različnih parametrov na kemijske in fizikalno-morfološke lastnosti dobljenih monolitov. V nadaljnji analizi sintetiziranih poliHIPE monolitov smo se osredotočili le na tiste, ki smo jim dodali 20 ter 15 mol % zamreževala etilen glikol dimetakrilata (EGDMA). Monolite, ki smo jim med sintezo dodali 10 mol % EGDMA smo iz nadaljnje analize izločili, saj je že v postopku priprave prišlo do njihovega razpada in dokončnega sesutja po sušenju. Ugotovili smo, da smo s tehniko emulzijskega templatiranja uspešno pripravili visoko porozno morfologijo, kar nam je uspelo vizualizirati z uporabo vrstične elektronske miskroskopije (SEM). Poroznost smo preverili in potrdili z uporabo helijeve piknometrije ter dušikove fizisorpcije. Kemijsko sestavo sintetiziranih poliHIPE monolitov smo najprej preverjali z infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo (FTIR) in določili prisotnost funkcionalih skupin, ki so značilne tako za monomer VCL kot tudi zamreževalec EGDMA. Natančnejšo kemijsko strukturo smo preverili z nuklearno magnetno resonanco (NMR) v trdnem stanju in potrdili uspešno kopolimerizacijo med VCL in EGDMA. Naše ugotovitve smo nato podkrepili še z izsledki elementne analize, kjer smo z dokazom dušika dodatno potrdili, da sintetizirano polimerno mrežo sestavlja monomer VCL.
Keywords: emulzije z visokim deležem interne faze (HIPE), verižna radikalska polimerizacija, N-vinilkaprolaktam (VCL), etilen glikol dimetakrilat (EGDMA)
Published in DKUM: 28.10.2022; Views: 1006; Downloads: 90
Full text (11,08 MB) |
3. Uporaba mikroemulzij za sintezo makroporoznih polistirenskih derivatovMatic Orel, 2018, undergraduate thesis Abstract: Porozni polimerni materiali imajo širok spekter aplikacije. V kakšne namene se bo nek material uporabljal, je odvisno od mnogo dejavnikov, med drugim tudi velikost por materiala. V diplomski nalogi smo proučevali kako se premer primarnih ter sekundarnih por poli(stiren-ko-divinilbenzenskega) monolita, spreminja s hitrostjo mešanja emulzije z elektronskim mešalom in homogenizatorjem oz. z amplitudo ultrasonifikacije, ob konstantni sestavi organske ter vodne faze.
PoliHIPE monolite smo pripravili s termično polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze (HIP emulzij) tipa voda v olje, katere organska faza je vsebovala monomer stiren, zamreževalodivinil benzen ter surfaktant SPAN80, vodna faza pa kalcijev klorid heksahidrat ter iniciator amonijev persulfat. Emulzijo smo zmeraj pripravili z uporabo elektronskega mešala s hitrostjo mešanja 300 obr/min, nato pa smo emulzijo mešali ali z elektronskim mešalom (med 300 in 500 obr/min), homogenizatorjem (med 3000 in 20000 obr/min) oz. z ultrasonifikacijo. Polimerizacija je potekala 24 ur pri 70 °C. Kot rezultat smo dobili monolite, katere smo okarakterizirali z vrstičnim elektronskim mikroskopom. S pomočjo SEM posnetkov smo spremljali morfologijo sintetiziranih materialov.
Glavni cilj diplomske naloge je bil sintetizirati poliHIPE material s porami velikosti ≈1 μm. Najmanjša povprečna velikost primarnih por je bila ≈ 2,5 μm, ki je bila dosežena pri vzorcu katerega smo pripravili z mešanjem emulzije s homogenizatorjem s hitrostjo 15000 obr/min. Predvidevali smo, da bomo dobili najmanjše pore z uporabo ultrasonifikatorja. Najmanjše primarne pore po ultrasonifikaciji so bile velikosti 13 μm pri amplitudi 80 % in času ultrasonifikacije 4 min.
Iz rezultatov je razvidno, da so se velikosti primarnih por manjšale s povišanjem števila obratov mešalnika, prav tako pa so se primarne pore manjšale s povišanjem amplitude ultrasonifikacije pri istem času ultrasonificiranja.
Keywords: mikroemulzija, makroporozni materiali, poliHIPE, HIP emulzija, radikalska verižna polimerizacija, stiren, divinilbenzen
Published in DKUM: 04.10.2018; Views: 1273; Downloads: 154
Full text (3,19 MB) |
4. 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: 2923; Downloads: 285
Full text (5,54 MB) |
