Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Iskanje spojin iz obnovljivih virov za proizvodnjo plastike brez uporabe nafte je postalo osrednja raziskovalna tema na področju polimerov. To ni posledica le naraščajoče okoljske ozaveščenosti in prizadevanj za trajnost, temveč tudi izčrpavanja zalog fosilnih goriv. Posledično sistemi reakcij, ki sledijo načelom »zelene kemije«, pridobivajo vse več pozornosti. V tem kontekstu imajo tudi terpeni velik potencial — naravne spojine, ki jih najdemo v biomasi in so glavne sestavine eteričnih olj in smol. Njihova kemijska struktura temelji na izoprenu, kar omogoča uporabo dvojnih vezi za nadaljnjo polimerizacijo. Med številnimi sintetskimi metodami se kot obetavna alternativa uveljavlja tiol-enske polimerizacije. Ta temelji na hitri reakciji med dvojnimi vezmi alkenov ali trojnimi vezmi alkini in tiolskimi skupinami. Metoda poteka v blagih reakcijskih pogojih, pogosto ob prisotnosti UV-svetlobe, brez zaviralnega učinka kisika in brez potrebe po organskih topilih, kar omogoča nastanek zamreženih polimerov z odličnimi mehanskimi lastnostmi. V tej nalogi bomo sintetizirali biopolimerne materiale na osnovi terpenov (mircen, karvon) in večfunkcionalnih tiolov z uporabo masne tiol-enske klik-polimerizacije. Cilj je razviti nove zamrežene tiol-enske polimere, pri katerih bomo z uravnavanjem molskega razmerja terpen:tiol izboljšali mehanske lastnosti materialov in optimizirali reaktivnost terpenov pri tvorbi zamreženih kopolimerov.
Ključne besede: tiol-en polimerizacija, terpeni, mircen, karvon, poliHIPE, porozni polimeri
Objavljeno v DKUM: 18.09.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 11
Celotno besedilo (76,19 MB)

Opis: V tej diplomski nalogi smo se osredotočili na razvoj in karakterizacijo polimernih materialov, pripravljenih iz eugenol metakrilata (EMA), ki smo ga sintetizirali iz eugenola z esterifikacijo z anhidridom metakrilne kisline. Na ta način smo pridobili monomer z visoko reaktivno metakrilatno funkcionalno skupino. Strukturo in čistost EMA smo potrdili z uporabo naprednih analitskih tehnik, kot sta jedrska magnetna resonanca (NMR) in Fourierjeva transformacijska infrardeča spektroskopija (FTIR). Nato smo pripravili porozne polimerne materiale z dvema metodama: polimerizacijo v masi in polimerizacijo zunanje faze emulzije z visokim deležem notranje faze (t. i. HIP emulzije). V obeh primerih smo kot monomer uporabili EMA, kot zamreževalo pa etilen glikol dimetakrilat (EGDMA). Polimerizacijo v masi smo izvedli z uporabo različnih topil (toluen, etanol, metanol in propan-2-ol), da bi preučili vpliv topila na morfologijo nastalih materialov ter na sposobnost polimerizacije eugenol metakrilata. Eugenol kljub prisotnosti proste vinilne skupine v svoji strukturi sam po sebi ni zmožen polimerizacije, medtem ko metakrilatna skupina v EMA izkazuje visoko reaktivnost, kar smo tudi eksperimentalno potrdili. S polimerizacijo HIP emulzij smo želeli sintetizirati materiale z večjo poroznostjo in specifično površino, kar smo tudi uspešno dosegli. Sintetizirani materiali so izkazovali tipično poliHIPE strukturo z večjimi primarnimi in manjšimi sekundarnimi porami. Pridobljene polimerne materiale smo karakterizirali z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM), FTIR spektroskopijo, elementno analizo in porozimetrijo, da bi ocenili njihovo morfologijo, kemijsko sestavo ter strukturne lastnosti.
Ključne besede: porozni polimeri, HIP emulzija, poliHIPE, eugenol metakrilat, bio-osnovan polimer
Objavljeno v DKUM: 14.07.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 43
Celotno besedilo (3,66 MB)

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: 114
Celotno besedilo (5,14 MB)

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: 92
Celotno besedilo (3,62 MB)

Opis: Brez vode ni življenja. Njeno onesnaževanje danes predstavlja eno najresnejših ekoloških groženj. Sanacija onesnaženih voda je postala nujna. Zato tudi izbrana tema za doktorsko disertacijo Polielektrolitni polihipe hidrogeli za sanacijo onesnaženih voda nikakor ni naključna. Pripravili smo visoko porozne polimerne materiale, ki so sposobni iz vode hitro in učinkovito odstraniti različna onesnaževala, kot so npr. ionska organska barvila, težke kovine ali endokrine motilce, z adsorpcijo ali fotokatalitsko razgradnjo. V prvem delu disertacije smo z radikalsko polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze (HIP emulzije) sintetizirali visoko porozne poliamfolitne monolite ali kroglice (imenovane poliHIPE materiali) na osnovi 2-akrilamido-2-metilpropansulfonske kisline (AMPS), (3-akrilamidopropil) trimetilamonijevega klorida (AMPTMA) in N-vinilformamida (NVF). V primeru amfolitnih poliHIPE monolitov smo raziskali vpliv sestave in mešanja HIP emulzij na porozno morfologijo končnih monolitov, porazdelitev ionskih skupin (–SO3- oz. –NR3+) znotraj monolita ter učinkovitost odstranjevanja organskih barvil iz vode. Naš namen je bil uvesti različno nabite ionske skupine v strukturo poroznih monolitov, da bi iz vodnih raztopin lahko odstranjevali hkrati tako kationska kot anionska organska barvila / nečistoče z mehanizmom absorbcije. Porozni poliamfolitni monoliti so se izkazali kot zelo uspešni pri sočasni adsorpciji kationskega (metilensko modro) in anionskega (eritrozin) barvila iz vode. Pokazali smo, da z enostavnim pristopom mešanja HIP emulzij lahko pripravimo porozne monolitne adsorbente, ki imajo polimerno ogrodje sestavljeno iz različno prepletajočih se polikationskih in polianionskih mrež in imajo izjemne adsorpcijske sposobnosti. V nadaljevanju smo na poliHIPE monolitih iz N-vinilformamida raziskali vpliv vsebnosti zamreževalca in pogojev hidrolitske pretvorbe formamidnih skupin do aminskih skupin. Potrdili smo visoko konverzijo formamidnih skupin do primarnih aminskih skupin, saj sintetiziran poliHIPE material vsebuje ~10 mmol aminskih skupin na gram. Poliaminski poliHIPE ima odlične absorpcijske in adsorpcijske lastnosti, saj je sposoben absorbirati ~100 g vode na gram suhe mase. Poliaminski poliHIPE adsorbent smo testirali za odstranjevanje Cu2+ ionov iz vode, pri čemer je material po samo eni uri delovanja adsorbiral kar 43 % začetne (7,9·10-3 M) koncentracije Cu2+ ionov. V nadaljevanju smo s sedimentacijsko polimerizacijo pripravili polielektrolitne poliHIPE materiale v obliki kroglic iz multiplih emulzij. Kroglice smo pripravili na osnovi AMPS oz. AMPTMA ionskih monomerov v kombinaciji z akrilamidom (AAm) v različnih molskih razmerjih in raziskali vpliv kemijske sestave multiplih emulzij (vrsta in vsebnost monomerov, zamreževalca in iniciatorja) na obliko in morfologijo kroglic. Zaradi kombinacije polielektrolitnega značaja in porozne strukture, poliHIPE kroglice v vodi hitro nabreknejo do visoke stopnje, saj ravnotežno vsebnost absorbirane vode dosežejo že po 15 sekundah. Z večjo vsebnostjo ionskih skupin v strukturi kroglic je naraščala tudi ravnotežna vsebnost vode. Maksimalna količina absorbirane vode poliHIPE kroglic na osnovi PAMPS je med 21 in 38 g·g-1, medtem ko je ta vrednost za kroglice na osnovi PAMPTMA med 25 in 43 g·g-1, odvisno od kemijske sestave kroglic. PAMPTAM poliHIPE kroglice smo nadalje testirali kot sušilno sredstvo za sušenje organskih topil in testiranja izvedli s toluenom, diklorometanom, N,N-dimetilformamidom in tetrahidrofuranom. Polielektrolitne poliHIPE kroglice so bile v organskih topilih, v odvisnosti od vrste topila, sposobne v manj kot uri odstraniti med 60 in 95 % začetne vode. V nadaljevanju smo z inovativno Sonogashira-Hagihara reakcijo navzkrižnega pripajanja v HIP emulzijah sintetizirali π-konjugirane poliHIPE materiale na osnovi poli(arilenetinilenov) (PAE) iz različnih substituiranih neionskih monomerov, kot so 1,4-dijodobenzen, 1,4-dijodo-2,5-dimetoksibenzen, 2,6-dij
Ključne besede: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, polielektroliti, Sonogashira-Hagihara reakcija navzkrižnega pripajanja, π-konjugirani materiali, čiščenje vode
Objavljeno v DKUM: 30.09.2021; Ogledov: 1478; Prenosov: 207
Celotno besedilo (4,71 MB)