1. Funkcionalizacija hidrokinonskih obročev z okso-nukleofilnimi substitucijami za pripravo konjugiranih polielektrolitovMatej Šilak, 2024, diplomsko delo Opis: Diplomska naloga je kombinacija organske sinteze, polimerne kemije in organske analize.
Izvedli smo sintezo malih molekul, ki služijo kot prekurzorji za pripravo konjugiranih polielektrolitnih (CPE) polimerov. Prekurzorje, 3,3'-((2,5-dibromo-1,4-fenilen)bis(okso))bis(N,N,N-trimetilpropan-1-aminijev) bromid, 3,3'-((2,5-dietinill-1,4-fenilen)bis(oksi))bis(N,N,N-trimetilpropan-1-aminijev) bromid in 3,3'-((2,5-diformil-1,4-fenilen)bis(okso))bis(N,N,N-trimetilpropan-1-aminijev) bromid smo pripravili z okso-nukleofilno substitucijo, natančneje, izvedli smo t. i. Williamsovo eintezo etra. Prekurzor 1,3,5-tris(4-bromofenil)benzen, smo sintetizirali s kislinsko katalizirano aldolno kondenzacijo, pri kateri nastane trimerna spojina. Tako pripravljene prekurzorje, smo v nadaljevanju uporabili za pripravo CPE z reakcijami Sonogashira-Hagihara in Suzuki-Miyaura navzkrižnim pripajanjem ter s Schiff-bazno reakcijo.
Monomere in polimere smo analizirali z uporabo 1H NMR spektroskopije (prekurzorji), FTIR spektroskopije (polimeri), DRS UV-Vis spektroskopije (polimeri) in CHN elementne analize (prekurzorji in polimeri).
Uspešno smo izvedli sintezo treh prekurzorjev in dveh CPE polimerov. Strukturo prekurzorjev smo potrdili z 1H NMR. Strukturo polimerov smo potrdili z FTIR spektroskopijo. Z DRS UV-Vis smo polimeroma določili optične lastnosti. Rezultati elementne analize dopolnjujejo NMR in FTIR rezultate in potrjujejo željene molekule in makromolekule.
Ključne besede: Williamsova sinteza etra, Sonogashira-Hagihara reakcija, Suzuki-Miyaura reakcija, Schiff-bazna reakcija, konjugirani polielektrolitni polimeri
Objavljeno v DKUM: 15.10.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 40
 Celotno besedilo (2,02 MB) |
2. Sinteza in karakterizacija vanilin metakrilata kot prekurzorja za visoko porozne polimere : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeMaja Mraz, 2024, diplomsko delo Opis: V okviru diplomske naloge smo si zadali dva glavna cilja: sintetizirati vanilin metakrilat (VMA) in ga uporabiti kot monomer pri nadaljnji polimerizaciji za sintezo poroznega polimera. Vanilin metakrilat smo sintetizirali iz vanilina in anhidrida metakrilne kisline pri različnih reakcijskih pogojih, kjer smo spreminjali čas reakcije (48 ur in 120 ur) in jo izvajali v različnih atmosferah (na zraku in v dušikovi atmosferi). Nastali vanilin metakrilat smo okarakterizirali z infrardečo (FTIR) spektroskopijo, jedrsko magnetno resonanco (NMR) in elementno analizo (EA). Na podlagi analiz smo pri vseh pogojih potrdili nastanek vanilin metakrilata. Ugotovili smo, da je učinkovitost reakcije boljša pri daljšem reakcijskem času in v prisotnosti inertne atmosfere.
Nato smo iz VMA in etilen glikol dimetakrilata (EGDMA) pripravili kopolimer poli(VMA-ko-EGDMA) s polimerizacijo v raztopini in s polimerizacijo kontinuirane faze emulzije z visokim deležem notranje faze (HIP emulzije). V obeh primerih je polimerizacija potekala s fotoiniciatorjem Irgacure 819. Pri polimerizaciji v raztopini smo kot topilo uporabili različne deleže toluena, da bi raziskali vpliv topila na morfologijo polimera. Nastali poli(VMA-ko-EGDMA) smo okarakterizirali s FTIR spektroskopijo, elementno analizo, vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM) za preučevanje morfologije monolitov in porozimetrom po Brunauer-Emmett-Teller (BET) metodi za določevanje specifične površine materiala. Neporozen polimer smo dobili le pri najnižji vsebnosti toluena, medtem ko smo pri višjih vsebnostih dobili porozen material. Pri polimerizaciji HIP emulzije smo poleg VMA in EGDMA uporabili še surfaktant Hypermer B246 za stabilizacijo emulzije, kot notranjo fazo pa vodno raztopino kalcijevega klorida heksahidrata. Nastali poli(VMA-ko-EGDMA) monoliti so bili zelo krhki, zato smo v monomerno fazo dodali še monomer 2-etilheksil akrilat (EHA), ki poveča prosti volumen polimera in s tem elastičnost materiala, kar se je v našem primeru tudi potrdilo. Nastale poli(VMA-ko-EGDMA) in poli(VMA-ko-EGDMA-ko-EHA) monolite smo nato okarakterizirali s FTIR spektroskopijo, elementno analizo, vrstičnim elektronskim mikroskopom in porozimetrom. S FTIR spektroskopijo in elementno analizo smo dokazali vključitev monomerov v polimerno verigo, s SEM-om pa smo ugotovili, da imajo poli(VMA-ko-EGDMA) monoliti odprto celično strukturo, medtem ko je pri poli(VMA-ko-EGDMA-ko-EHA) morfologija bikontinuirna.
Ključne besede: porozni polimeri, HIP – emulzija, poliHIPE, vanilin metakrilat
Objavljeno v DKUM: 10.09.2024; Ogledov: 47; Prenosov: 54
Celotno besedilo (5,14 MB) |
3. Priprava fluoro-poliHIPE materialov iz multifunkcionalnih akrilatovNastja Slavič, 2024, magistrsko delo Opis: Uspeh razvoja polimerov in veliko povpraševanje po polimernih izdelkih s strani hitro rastočega svetovnega prebivalstva se odraža v naraščajoči proizvodnji polimerov. Precejšni del proizvodnje predstavljajo porozni polimeri. Le-ti se zaradi svoje visoke specifične površine, nizke gostote, pretočnosti in zmožnosti kontroliranja morfologije uporabljajo v različnih aplikacijah, kot so odstranjevanje onesnaževalcev iz okolja, adsorpcija plinov, kataliza, tkivno inženirstvo, kromatografija, separacijske membrane, matrike za nadzorovano sproščanje zdravilnih učinkovin in pametni materiali.
V okviru magistrske naloge smo sintetizirali fluoro-poliHIPE materiale z različnimi stopnjami zamreženja (10 %, 20 % in 40 %) in jih primerjali z njihovimi nefluoriranimi analogi. Porozne polimere smo pripravili s polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze (HIPE). Kot monomer smo uporabili 2,2,2-trifluoroetil metakrilat oziroma etil metakrilat (TFEMA oz. EMA), ki smo ga zamrežili z uporabo različnih zamreževal (trimetilolpropan triakrilata (TMPTA), etilenglikol dimetakrilata (EGDMA), dipentaeritritol heksaakrilata (DPEHA) in pentaeritritol tetraakrilata (PETA)). Za uspešnost sinteze poliHIPE vzorcev je bila najpomembnejša stabilizacija emulzije. To smo uspešno dosegli z ustrezno izbiro vrste in koncentracije surfaktanta (Hypermer B246) in raztopine soli (1,78 % raztopina CaCl2 ∙ 6H2O), ki je predstavljala vodno fazo. Kot topilo smo izbrali toluen, za iniciacijo proste radikalske polimerizacije pa smo uporabili termični iniciator α,α'-azoisobutironitril (AIBN). Polimere smo očistili s kontinuiranim spiranjem v Soxhletovem aparatu z izopropanolom in jih okarakterizirali z različnimi metodami. S Fourierovo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR) smo preučili kemijsko sestavo sintetiziranih polimerov. Morfologijo pripravljenih poliHIPE materialov smo preučili z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM), specifično površino polimerov pa smo določili z uporabo Brunauer-Emmett-Tellerjeve (BET) metode. Navsezadnje smo s termogravimetrično analizo (TGA) preverili termično stabilnost pripravljenih poroznih polimerov.
Ključne besede: HIP emulzije, poliHIPE, porozni polimeri, polimerizacija, fluoropolimeri
Objavljeno v DKUM: 21.08.2024; Ogledov: 77; Prenosov: 45
Celotno besedilo (4,94 MB) |
4. Vpliv naknadnega zamreženja poli(stiren-ko-divinilbenzena) na površinske lastnosti : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMiha Cafuta, 2024, diplomsko delo Opis: Visoko porozni polimerni materiali predstavljajo ključno kategorijo materialov zaradi njihovih številnih prednosti, ki omogočajo uporabo na različnih področjih. Ti materiali so izjemno uporabni pri filtraciji in ločevanju različnih snovi, vključno s plini, tekočinami in trdnimi delci. Poleg tega imajo pomembno vlogo v biomedicini, kjer se uporabljajo za izdelavo nosilcev za zdravila, implantatov in bioloških senzorjev, zaradi svoje biokompatibilnosti, porozne strukture in sposobnosti nadzorovanega sproščanja zdravilnih učinkovin. Na področju katalize visoko porozni polimerni materiali služijo kot nosilci katalizatorjev, kar omogoča povečanje učinkovitosti kemičnih reakcij z zagotavljanjem velike površine za nanašanje katalizatorjev. Poleg tega so uporabni tudi za odstranjevanje onesnaževal iz vode, zraka in drugih tekočin ter kot učinkovita termalna izolacija v gradbeništvu. V elektrokemičnih aplikacijah, kot so baterije, gorivne celice in druge naprave, se visoko porozni polimerni materiali uporabljajo kot elektrode zaradi njihove visoke specifične površine in poroznosti, kar omogoča boljše elektrokemične reakcije.
V okviru diplomske naloge smo sintetizirali visoko porozne polimerne materiale na osnovi stirena in divinilbenzena ter preverili njihovo kemijsko sestavo s FTIR spektroskopijo in elementno analizo, morfologijo s pomočjo vrstičnega elektronskega mikroskopa ter specifično površino in volumsko porazdelitev por s porozimetrijo. Uspešno smo polimerizirali emulzije z visokim deležem notranje faze z različnimi deleži stirena in divinilbenzena. Opazili smo, da z naraščanjem deleža divinilbenzena velikost por pada, medtem ko se specifična površina z naraščanjem deleža divinilbenzena povečuje do 50 mol%, nato pa začne padati. Na primer, material s 10 mol% divinilbenzena je imel velikost primarnih por 29,0±3,9 μm in specifično površino 6,9 m2/g, medtem ko so bile pore materiala s 50 mol% divinilbenzena velike 24,1±3,2 μm, s specifično površino 62,7 m2/g. Material z 80 mol% divinilbenzena je imel pore velike 19,2±2,6 μm in specifično površino 29,5 m2/g.
Za mnoge aplikacije je zaželena višja specifična površina materialov ali prisotnost funkcionalnih skupin, ki lahko katalizirajo druge kemijske reakcije. V ta namen smo poli(stiren-ko-divinilbenzen) naknadno hiperzamrežili s tiol-en klik polimerizacijo in uvedbo monomera pentaeritritol tetrakis(3-merkaptopropionata). FTIR spektroskopija in elementna analiza sta potrdili vključenost pentaeritritol tetrakis(3-merkaptopropionata) v polimerno verigo. Kljub temu je bilo ugotovljeno, da se specifična površina ni povečala, temveč je celo upadla. Naknadno hiperzamreženje ni bilo uspešno.
Ključne besede: polimeri, monomeri, poliHIPE, zamreženje, tiol-en klik, porozen
Objavljeno v DKUM: 07.05.2024; Ogledov: 301; Prenosov: 47
Celotno besedilo (4,29 MB) |
5. Porozni polimetakrilati z variabilno hidrofilnostjo : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjePetra Bukovec, 2024, diplomsko delo Opis: V diplomski nalogi smo s suspenzijsko radikalsko polimerizacijo pripravili porozna polimerna zrna na osnovi kopolimerizacije metakrilatov različnih polarnosti. S spreminjanjem koncentracij monomerov butil metakrilata, lavril metakrilata, etilheksil metakrilata in zamreževala etilenglikol dimetakrilata, smo vplivali na hidrofilnost nastalih zrn. Za iniciacijo proste radikalske polimerizacije smo uporabili termični iniciator azobisizobutironitril. Na stabilnost suspenzije smo vplivali s stabilizatorji polivinil pirolidon K-90, polivinil pirolidon K-30 in polivinil alkohol. Dobljena zrna smo okarakterizirali z optičnim mikroskopom in jim določili velikost. Izkazalo se je, da so za nastanek zrn pomembni predvsem tip in masna koncentracija stabilizatorja glede na maso vodne faze, masna koncentracija iniciatorja glede na maso monomerov in čas polimerizacije. Za določanje hidrofilnosti smo sintetizirali monolite enakih koncentracij kot dobljena zrna in jim izmerili stični kot med površino in kapljico vode. Kemijsko sestavo materialov smo potrdili s FT-IR spektroskopijo, izkoristek polimerizacije pa smo določili z gravimetrijo.
Ključne besede: polimeri, metakrilati, suspenzijska polimerizacija, prosta radikalska polimerizacija, hidrofilnost
Objavljeno v DKUM: 06.05.2024; Ogledov: 204; Prenosov: 30
Celotno besedilo (5,50 MB) |
6. Optimiranje postopkov formulacije farmacevtskih učinkovin v porozne polimerne nosilce : magistrsko deloTeja Cesar, 2024, magistrsko delo Opis: Namen magistrske naloge je bil optimizirati formulacijo polimernih nosilcev kot sistemov za dostavo farmacevtskih učinkovin. Cilj je bil izboljšati topnost izbranih farmacevtskih učinkovin ter doseči podaljšano sproščanje v simuliranih telesnih tekočinah. Polimerni nosilci so obetavni na področju razvoja sistemov s formuliranimi zdravili, saj lahko z ustrezno prilagoditvijo njihovih fizikalno-kemijskih lastnosti dosežemo izboljšano formuliranje in sproščanje farmacevtskih učinkovin.
V sklopu laboratorijskega dela smo sintetizirali plastovite polimerne nosilce, v katere smo uspešno formulirali dve različni farmacevtski učinkovini z različno polarnostjo. Izbrana polimera sta bila hitozan in alginat. S procesom superkritičnega penjenja smo izdelali tudi porozne polimerne nosilce, kjer smo kot začetni polimer uporabili polikaprolakton. Kot farmacevtski učinkovini smo izbrali ketoprofen in klindamicin hidroklorid. Izbrali smo ju glede na njuno topnost v telesnih tekočinah. Ketoprofen se uporablja za zdravljenje akutne bolečine in je slabo topen, medtem ko je klindamicin hidroklorid bolj topen v telesnih tekočinah in se uporablja kot antibiotik.
Karakterizacijo formuliranih polimernih nosilcev z vsebnostjo farmacevtskih učinkovin smo izvedli z vrstično elektronsko mikroskopijo in tehniko oslabljenega totalnega odboja infrardeče spektroskopije s Fourierjevo transformacijo. Z in vitro testiranjem sproščanja smo prikazali spreminjanje vsebnosti formuliranih farmacevtskih učinkovin v polimernih nosilcih glede na čas sproščanja, pridobljene vzorce smo analizirali s tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti in z UV-Vis spektrofotometrijo.
Rezultati so nedvoumno pokazali, da je formulacija farmacevtskih učinkovin v polimerne nosilce omogočila podaljšano sproščanje v telesnih tekočinah. Ugotovitve kažejo, da so porozni polimerni nosilci bolj primerni za sisteme dostave zdravil s podaljšanim sproščanjem v primerjavi s plastovitimi polimernimi nosilci.
Ključne besede: farmacevtske učinkovine, polimerni nosilci, plastoviti polimeri, superkritično penjenje, in vitro sproščanje
Objavljeno v DKUM: 03.04.2024; Ogledov: 273; Prenosov: 66
Celotno besedilo (2,20 MB) |
7. |
8. Hiperzamreženje polihipe materialov z uporabo tiol-en klik kemije : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeVitan Šlamberger, 2023, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu je predstavljena priprava poroznih polimerov na osnovi 2-etilheksil akrilata (EHA) in različnih zamreževal (divinil adipat (DVA), etilen glikol dimetakrilat (EGDMA), 1,4 – butandiol divinil eter (BDVE)) z uporabo polimerizacije v emulziji z visokim deležem notranje faze oz. HIP emulziji. Kopolimere smo pripravili v različnih razmerjih EHA in zamreževala, pri čemer smo dodali še surfaktant PEL 121 in iniciator AIBN. Poleg prej naštetih komponent, ki sestavljajo kontinuirno fazo, smo dodali še 80 vol.% vodne faze, ki je bila 1,78-% vodna raztopina CaCl2. Sintetizirane polimere smo hiperzamrežili z uporabo radikalskega hiperzamreženja in tiol-en hiperzarmeženja z di- in tri-tiolom z namenom povišanja specifične površine. Pri treh od devetih sintetiziranih polimerih smo opazili poliHIPE strukture z uporabo vrstične elektronske mikroskopije, pri ostalih pa smo opazili bikontinuirno morfologijo. Specifične površine polimerov so bile izmerjene z uporabo porozimetrije na podlagi modela BET, in sicer do 9,02 m2/g, kar je predstavljalo približno 1,5-kratno povišanje specifične površine zaradi hiperzamreženja z di-tiolom.
Ključne besede: poliHIPE, hiperzamreženje, polimerizacija, porozni polimeri, tiol-en
Objavljeno v DKUM: 05.09.2023; Ogledov: 422; Prenosov: 77
Celotno besedilo (3,62 MB) |
9. Sinteza in karakterizacija amino funkcionaliziranega akrilamida kot prekurzorja za inteligentne polimere : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeKaja Kogal, 2023, diplomsko delo Opis: V tem diplomskem delu smo z nukleofilno acilno substitucijo sintetizirali funkcionalizirane akrilamide, ki so predstavljali osnovno monomerno enoto za nadaljno polimerizacijo. Reakcija sinteze monomerov je potekla med enim aminom in enim kislinskim kloridom. Za amine smo uporabljali etilen diamin (EDA), tris(2 aminoetil) amin (TAEA) ali bis(2-hidroksipropil) amin (BHPA), za kislinske kloride pa smo izbrali akriloil klorid (ACl) ali metakriloil klorid (MACl). Reaktante smo raztopili v topilu diklorometan (DCM), ob prisotnosti trietilamina (TEA). Nato smo produkte reakcij uporabili kot monomere pri prosti radikalski polimerizaciji. Polimerizacijo smo izvajali v masi ob prisotnosti termičnih iniciatorjev α,α' azobisizobutironitrila (AIBN) oziroma kalijevega peroksidisulfata (KPS). Uspešnost sinteze monomerov, torej kemijsko strukturo, smo preverili s pomočjo Fourierjeve transformacijske infrardeče spektroskopije (FTIR) in spektroskopije jedrske magnetne resonance (NMR), medtem ko smo polimere okarakterizirali s Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektroskopijo. Produkti, ki so bili sintetizirani z metakriloil kloridom so se izkazali za uspešne pri sintezi monomerov in tudi pri polimerizaciji.
Nadaljni razvoj takšnih materialov bi ogromno doprinesel na področju bioloških aplikacij, predvsem pri celičnem inženiringu in na področju odzivnih materialov.
Ključne besede: amino funkcionaliziran akrilamid, nukleofilna substitucija, radikalska polimerizacija, polimeri, FTIR, NMR
Objavljeno v DKUM: 04.09.2023; Ogledov: 488; Prenosov: 75
Celotno besedilo (3,11 MB) |
10. Celostno vrednotenje življenjskega cikla plastičnih tokov v Sloveniji z vidika vplivov na okolje : magistrsko deloAsja Frangež, 2023, magistrsko delo Opis: Močna porast proizvodnje različnih izdelkov na osnovi različnih plastičnih materialov povečuje tudi nastajanje plastičnih odpadkov, kar ustvarja nove izzive, saj se različni plastični materiali različno reciklirajo oz. zaključujejo svoj življenjski cikel. Kljub temu, da Slovenija že dosega cilj 55 % recikliranja plastične embalaže do leta 2030, pa za oceno vplivov plastike na okolje skozi njen celotni življenjski cikel v Sloveniji še ni bilo opravljene raziskave. Analiza materialnega toka plastike v Sloveniji zajema zadnje statistično leto, tj. 2021. Študija magistrske naloge predstavlja LCA analizo (Analizo življenjskega cikla (angl. Life Cycle Assessment) plastičnih tokov, ki obsegajo 8 vrst plastičnih polimerjev (LDPE, HDPE, PVC, PET, PUR, PP, PS in ostala plastika) ter vse faze življenjskega cikla z različnimi scenariji v končni fazi. Analiza je bila izvedena z uporabo programskega orodja Open LCA in ReCiPe 2016 metodo ocenjevanja vpliva življenjskega cikla. Glavni dejavniki, ki prispevajo k okoljskim obremenitvam, so bili identificirani skozi vse faze življenjskega cikla. Izkazalo se je, da ima največji vpliv na okolje pri vseh osmih proučevanih plastikah faza proizvodnje, vodilna pri vplivih na okolje je ostala plastika (ki je je tudi količinsko največ), sledi ji HD-PE. Najmanj okoljskih vplivov se pojavlja pri plastikah PVC in LDPE. Vseh 8 plastik pa dosega največje vplive na okolje v kategoriji globalnega segrevanja. Po primerjavi z različnima končnima scenarijema (100 % sežig in 100 % reciklaža) ugotovimo, da je najmanj sporen za okolje scenarij 100 % reciklaže, saj ima zaradi povratne zanke najmanjši vpliv na okolje.
Ključne besede: analiza življenjskega cikla, plastični polimeri, okoljski vplivi, ReCiPe metoda, trajnostno ravnanje
Objavljeno v DKUM: 01.09.2023; Ogledov: 610; Prenosov: 13
Celotno besedilo (3,58 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
