1. 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: 70; Prenosov: 15
 Celotno besedilo (4,94 MB) |
2. Sinteza visoko poroznih poliHIPE materialov na osnovi N-vinilkaprolaktama : magistrsko deloTilen Kos, 2022, magistrsko delo Opis: 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.
Ključne besede: emulzije z visokim deležem interne faze (HIPE), verižna radikalska polimerizacija, N-vinilkaprolaktam (VCL), etilen glikol dimetakrilat (EGDMA)
Objavljeno v DKUM: 28.10.2022; Ogledov: 995; Prenosov: 88
Celotno besedilo (11,08 MB) |
3. Porozni polimeri, pripravljeni s polimerizacijo z odpiranjem obroča v emulziji : doktorska disertacijaPetra Utroša, 2021, doktorska disertacija Opis: V okviru doktorske disertacije smo s polimerizacijo z odpiranjem obroča (ROP) v zvezni fazi emulzij z visokim deležem interne faze (HIPE) polimerizirali heterociklične monomere. Prednost ROP neposredno v HIPE-u je v tem, da lahko pripravimo popolnoma razgradljiva poliHIPE-ogrodja specifične morfologije na osnovi poliestrov in sintetičnih polipeptidov. Za uspešno izvedbo ROP v HIPE-u smo pripravili brezvodne emulzije in uporabili organske katalizatorje, ki omogočajo izvedbo ROP pri relativno nizkih temperaturah in primerni hitrosti polimerizacije. Hitrost ROP v HIPE-u se je izkazala kot izredno pomemben parameter, saj mora zvezna faza emulzije želirati v času stabilne emulzije, obenem pa mora biti viskoznost emulzije primerna za zadovoljivo mešanje in prenos v primerne modele.
V prvem delu doktorskega dela predstavljamo poliHIPE na osnovi semikristaliničnega poliestra, poli(ε-kaprolaktona) (PCL). S stopnjo zamreženosti smo vplivali na termomehanske lastnosti PCL poliHIPE-materiala, ki izkazuje oblikovni spomin. Oblikovni spomin smo raziskali s termomehanskimi cikličnimi testi in pokazali, da ga odlikujeta odlična fiksacija začasne oblike pri nizki temperaturi in odlična povrnitev v prvotno obliko med segrevanjem nad temperaturo tališča. Manj zamrežen poliHIPE ima višji temperaturi taljenja in kristalizacije in ga lahko fiksiramo že pri sobni temperaturi.
Metodo ROP v HIPE-u smo razširili na različne vrste N-karboksianhidridov (NCA) α-aminokislin ter kot prvi pripravili poliHIPE-materiale iz sintetičnih polipeptidov. Hitrost polimerizacije se je izkazala kot izredno pomemben parameter za uspešno pripravo poliHIPE sintetičnih polipeptidov, saj mora omogočati nadzorovano izhajanje plinastega ogljikovega dioksida, ki se sprošča med ROP NCA. Sintezni postopek, ki smo ga razvili, omogoča sintezo poliHIPE-ogrodij na osnovi polipeptidov različne kemijske sestave, pri čemer je zaradi razlik v reaktivnosti NCA-monomerov za vsak sistem reaktantov potrebno prilagoditi eksperimentalne pogoje sinteze, kot so koncentracija monomerov, količina katalizatorja, količina surfaktanta, vrsta zamreževalca in topila. Vzpostavili smo relacije med sintezo, strukturo in lastnostmi sintetiziranih poliHIPE-ov ter postavili temelje za načrtovanje in pripravo različno funkcionaliziranih polipeptidnih poliHIPE-materialov. Pokazali smo, da lahko z deležem interne faze in količino surfaktanta prilagajamo morfologijo poliHIPE, ki igra pomembno vlogo pri uporabi materiala v namen gojenja celic. Na izbranem polipeptidnem poliHIPE-u smo potrdili, da material ni toksičen za celice ter da omogoča njihovo rast in proliferacijo. V nadaljevanju smo pokazali, da je razvita metoda primerna za pripravo poliHIPE-polimerov na osnovi različnih polipeptidov, kot tudi kopolipeptidov. Pokazali smo tudi, da lahko z odščito zaščitenih stranskih skupin polipeptidov pripravimo poliHIPE-hidrogele, ki omogočajo nadaljnje popolimerizacijske modifikacije. Opisan pristop k pripravi polipeptidnih poliHIPE-ov obeta načrtovanje in pripravo makroporoznih ogrodij na osnovi sintetičnih polipeptidov različne kemijske sestave, katerih funkcionalnost lahko enostavno prilagajamo z izborom NCA-monomerov.
Ključne besede: polimerizacija z odpiranjem obroča (ROP), emulzije z visokim deležem interne faze (HIPE), poli(ε-kaprolakton) (PCL), oblikovni spomin, sintetični polipeptidi, tkivno inženirstvo
Objavljeno v DKUM: 21.09.2021; Ogledov: 1408; Prenosov: 145
Celotno besedilo (8,48 MB) |
4. Priprava hierarhično poroznih materialov iz multiplih šablonAzra Osmić, 2018, magistrsko delo Opis: V magistrski nalogi smo sintetizirali porozne polimerne materiale s tehniko sintranja poli(metil metakrilatnih) (PMMA) zrn. Sintrana PMMA zrna smo uporabili kot osnovo za kalup za polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze, kateri je sledila polimerizacija. Tako pripravljen material smo nato čistili v Soxhletovem aparatu v ustreznem topilu. Ta korak nam je omogočil odstranitev PMMA zrn in s tem nastanek porozne strukture.
PMMA zrnom smo z vrstičnim elektronskim mikroskopom določili premere in dobili velikostno porazdelitev. Zrna smo sintrali pri temperaturi 180 ˚C 24 h. Za dosego enakomerne razporeditve polimernih zrn v kalupu smo jih predhodno stresali.
Kot monomere smo uporabilil divinil adipat (DVA) in 2-hidroksietil metakrilat (HEMA). Izvajali smo polimerizacijo kontinurine faze emulzije z visokim deležem notranje faze (HIP emulzije), in sicer termično v pečici in s fotopolimerizacijo v UV komori. Po polimerizaciji smo materiale čistili v Soxhletovem aparatu. Osnovne monolite (polimerizirana emulzija brez uporabe sintranega nosilca) smo čistili 24 h v izopropanolu, nosilce (polimerizirana emulzija z uporabo sintranega nosilca) pa 24 h v etilacetatu in 24 h v etanolu. Končne produkte smo okarakterizirali z vrstičnim elektronskim mikroskopom, Fourierjevo transformacijsko infrardečo mikroskopijo ter adsorpcijskim porozimetrom.
Vzorce brez uporabe sintranih PMMA zrn smo uspešno sintetizirali za oba sistema, poli(DVA) in poli(HEMA-ko-MBAA). Pri sintezi materiala z uporabo sintranega nosilca pa smo uspeli sintetizirati poli(DVA) le s fotopolimerizacijo, medtem ko smo poli(HEMA-ko-MBAA) material dobili tako s fotopolimerizacijo kot tudi s termično polimerizacijo.
Ključne besede: polimerizacija, sintranje, porozni polimeri, poliHIPE, HIP emulzije
Objavljeno v DKUM: 09.11.2018; Ogledov: 1563; Prenosov: 217
Celotno besedilo (3,82 MB) |
5. Porozne polihipe membrane s tiol-en polimerizacijoSanela German, 2017, diplomsko delo Opis: 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.
Ključne besede: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, membrana, tiol-en polimerizacija, poliHIPE materiali, pentaeritritol tetrakis (3-merkaptopropionat), trimetilolpropan triaktilat
Objavljeno v DKUM: 26.05.2017; Ogledov: 2402; Prenosov: 202
Celotno besedilo (2,27 MB) |
6. SINTEZA IN FUNKCIONALIZACIJA MAKROPOROZNIH POLIAKRILATOVJanja Majer, 2016, doktorska disertacija Opis: 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.
Ključne besede: 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.
Objavljeno v DKUM: 25.10.2016; Ogledov: 2915; Prenosov: 282
Celotno besedilo (5,54 MB) |
7. Sinteza poroznih materialov iz metakrilatov in vinilestrovMarko Turnšek, 2014, doktorska disertacija Opis: 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.
Ključne besede: polimeri, polimerizacija v masi, glicidil metakrilat, emulzije z visokim deležem notranje faze, divinil adipat, monolit, emulzija, poliHIPE, funkcionalizacija polimerov, biorazgradnja, kompozitni materiali, porozna keramika
Objavljeno v DKUM: 07.07.2014; Ogledov: 2349; Prenosov: 341
Celotno besedilo (8,28 MB) |
8. POROZNI POLIMERI IZ ALIFATSKIH URETANSKIH DIAKRILATOVDavor Bezget, 2014, diplomsko delo Opis: 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.
Ključne besede: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, poliHIPE materiali, emulzijska polimerizacija, klik reakcije, tiol-en polimerizacija
Objavljeno v DKUM: 03.06.2014; Ogledov: 3342; Prenosov: 336
Celotno besedilo (3,98 MB) |
9. VPLIV POLIMERIZACIJSKE MEŠANICE NA LASTNOSTI POROZNEGA POLI(DIVINIL ADIPAT-KO-PENTAERITRITOL TETRAKIS(3-MERKAPTOPROPIONATA))Amadeja Koler, 2012, diplomsko delo Opis: V tem diplomskem delu predstavljamo vpliv več dejavnikov na velikost in porazdelitev por v polimernem materialu pripravljenem iz emulzije z visokim deležem notranje faze. Tako smo spreminjali volumski delež vodne faze in topila, spreminjali smo hitrost mešanja pri pripravi emulzije nato pa smo jo starali. Polimerne materiale smo okarakterizirali z VEM (vrstičnim elektronskim mikroskopom) in optičnim mikroskopom, nato pa s primernim računalniškim programom obdelali slike in izmerili pore.
Kot monomera pri emulziji voda v olju (v/o) smo uporabili divinil adipat in tetrakis(3-merkaptopropionat). Uporabljen porogen v našem raziskovalnem delu je bil toluen, kot surfaktant pa smo uporabili kombinacijo Span 65 in PEL 121. Za aktivacijo polimerizacije smo uporabili fotoiniciator Irgacure 819. Polimerizacija poteče po mehanizmu tiol-en kemije.
Preučevali smo vpliv dodatka vodne faze na velikost por in ugotovili, da pri 85 vol.% dodane vodne faze nastanejo največje pore v tem polimeru in dobimo tipično poliHIPE strukturo. Prav tako smo spreminjali delež toluena, ker dodajanje porogena vpliva na velikost por v polimeru. Z večanjem dodanega porogena smo povečali pore in zaznali največje pore pri dodatku 50 vol.% porogena.
Nato smo spreminjali še hitrost mešanja emulzije od 50 do 250 obratov/min (s korakom 50). Iz rezultatov slik SEM-a in optičnega mikroskopa opazimo, da so pore bistveno večje pri emulzijah, ki smo jih mešali pri nižjih obratih (50 obratov/min, 50 TOPLA), kot pa pri višjih. Največje pore smo izmerili pri 50 (Tvodne faze = 40 °C) TOPLA, najmanjše pa pri 200 obratih/min.
S staranjem emulzije smo opazili, da se kapljice vodne faze s časom večajo, za kar sta odgovorna koalescenca in Ostwaldovo zorenje. Ugotovimo, da se vsem pripravljenim emulzijam s časom (do 48h) velikosti kapljic povečajo, dokler emulzija ne postane popolnoma nestabilna in se fazi ločita, kar se zgodi po dveh dneh.
Ključne besede: poliHIPE, emulzije z visokim deležem notranje faze, tiol-en polimerizacija, velikosti por, Ostwaldova rast, koalescenca.
Objavljeno v DKUM: 17.09.2012; Ogledov: 3019; Prenosov: 434
Celotno besedilo (4,88 MB) |
10. VPLIV RAZMERJA KOMONOMEROV NA MORFOLOGIJO POLI(DIVINILBENZEN-KO-ETILHEKSIL AKRILAT-KO-AKRILNE KISLINE)Simona Jerenec, 2010, diplomsko delo Opis: Porozni polimerni monoliti so bili pripravljeni s polimerizacijo obeh faz emulzije z visokim deležem notranje faze. V vodni fazi smo uporabili: kalijev peroksodisulfat, akrilno kislino in metilenbisakrilamid. Masni delež akrilne kisline je bil 2 % ali 5 %. V organski fazi so bili prisotni: span 80, 2-etilheksil akrilat, divinilbenzen in v nekaterih primerih še stiren. Monomer divinilbenzen je služil kot zamreževalo v organski fazi, monomer metilenbisakrilamid pa kot zamreževalo v vodni fazi. Monoliti so bili 2 %, 3 %, 5 % ali 10 % zamreženi z metilenbisakrilamidom. Kalijev peroksodisulfat je služil kot iniciator oziroma kot sredstvo, ki pospeši polimerizacijo. Elastičnost materiala smo povečali z 2-etilheksil akrilatom, ki je služil kot komonomer. Ugotovili smo, kako poliakrilna kislina glede na različen pH medij spreminja prostornino znotraj praznin monolita.
Spreminjali smo delež 2-etilheksil akrilata in divinilbenzena ter preučevali mehanske lastnosti vzorcev ter njihovo morfologijo.
Emulzijo z visokim deležem notranje faze smo prelili v plastičen kalup in jo izpostavili vplivom toplote (približno 60 oC), da smo sprožili polimerizacijo. Dobimo visoko porozen, zamrežen monoliten material. Zaradi razpada materiala pri čiščenju in sušenju smo začeli dodajati še stiren. Dodani stiren je izboljšal mehanske lastnosti polimerov.
Z vrstično elektronsko mikroskopijo smo določili morfologijo monolitnega materiala in s tem potrdili njihovo poroznost ter ugotovili, kakšen je povprečen premer praznin monolita.
Z infrardečo spektroskopijo smo preverili kemijsko strukturo monolitov.
Monolitom smo izmerili povratni tlak s pomočjo visoke ločljivostne tekočinske kromatografije.
Ključne besede: polimerizacija emulzije, monolit, emulzija z visokim deležem notranje faze, polimerizacija, porozen material, poliHIPE
Objavljeno v DKUM: 06.09.2010; Ogledov: 3765; Prenosov: 285
Celotno besedilo (10,16 MB) |
