1. Sinteza in katalitske lastnosti poroznih TiO2/polimer kompozitovJan Kunej, 2024, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi smo uspešno sintetizirali odprto celične visoko porozne kompozitne materiale, sestavljene iz sistema monomer/TiO2 delci. Kot monomer smo uporabili propoksiliran trimetitol propan triakrilat (Sartomer 492) ali trimetilpropan triakrilat (TMPTA). Kompozitne materiale smo pridobili s fotopolimerizacijo monomerne faze emulzije z visokim deležem notranje faze, pri čemer smo TiO2 delce vmešali v monomerno fazo. Pridobljen kompozitni material smo sintrali in morfologijo okarakterizirali z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM) in jim z adsopcijo/desorpcijo dušika določili specifično površino.
Ugotovili smo, da je stabilizacija prekurzurske emulzije ključna za sintezo odprto celičnega poroznega kompozitnega materiala in da predvsem dodatek surfaktanta poli(etilen glikol)-blok-poli(propilen glikol)-blok-poli(etilen glikol) (PEL 121) v monomerno fazo emulzije ugodno vpliva na stabilnost le te in na povezovalno strukturo por. Obenem smo ugotovili, da je za nastanek odprto celične strukture por materialov pomembna disperznost delcev, ki je v zadostni meri ne dosežemo le z dodatkom disperzijskega sredstava (BYK 118), pač pa s predhodno sonifikacijo TiO2 delcev.
Porozne kompozitne materiale smo sintrali pri temperaturi 1150 °C, s temperaturnim korakom 0,5 °C/min. Morfologija končnega keramičnega TiO2 monolita je bila zelo podobna predhodnemu polimernemu kompozitu, ki vsebuje tridimenzionalno odprto celično strukturo s primarnimi porami s povprečnim premerom okoli 3,5 μm in sekundarnimi porami velikosti 0,5 μm.
Keywords: poliHIPE, TiO2 delci, sintranje, kompozitni materiali, porozna keramika
Published in DKUM: 10.09.2024; Views: 4; Downloads: 2
 Full text (3,88 MB) |
2. |
3. Porozni polimetakrilati z variabilno hidrofilnostjo : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjePetra Bukovec, 2024, undergraduate thesis Abstract: 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.
Keywords: polimeri, metakrilati, suspenzijska polimerizacija, prosta radikalska polimerizacija, hidrofilnost
Published in DKUM: 06.05.2024; Views: 197; Downloads: 20
Full text (5,50 MB) |
4. Polimerizacija zamreženega odzivnega polimera na osnovi akrilamida : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeSara Kupec, 2024, undergraduate thesis Abstract: V okviru diplomskega dela smo pripravili visoko porozne poli(N-izopropilakrilamid-ko-N,N'-metilenbisakrilamidne) polimere z različnimi stopnjami zamreženja s polimerizacijo kontinuirne (monomerne) faze emulzije z visokim deležem notranje faze. Monomerna faza emulzije je bila sestavljena iz monomerov, topila, surfaktanta in fotoiniciatorja Irgacure-819. Kot monomere smo uporabili N-izopropilakrilamid (NIPAm) in N,N'-metilenbisakrilamid (MBAA) kot zamreževalo. Monomere smo raztopili v mešanici topila etanola in vode. Emulzije smo stabilizirali z mešanico surfaktantov Pluronic L-121 in Triton x-405. Kot notranjo fazo emulzije pa smo uporabili cikloheksan (80 vol.%). Uspešnost polimerizacije smo preverili z gravimetrijo in s FT-IR spektroskopijo, s katero smo potrdili prisotnost karakterističnih funkcionalnih skupin v polimeru. Za preučevanje poliHIPE morfologije smo uporabili vrstično elektronsko mikroskopijo, z absorpcijo/desorpcijo dušika po Brunauer-Emmett-Teller (BET) metodi pa smo določili BET specifično površino poroznih polimerov. Ugotovili smo, da pri višji stopnji zamreženja (30 mol.% MBAA) dobimo polimere s tipično porozno poliHIPE morfologijo, ki se po polimerizaciji minimalno skrčijo. Materiali z nižjim odstotkom zamreženosti pa so imeli zaradi skrčenja materiala po polimerizaciji slabšo oz. bolj porušeno poliHIPE strukturo por. Vsi poliHIPE materiali na osnovi akrilamidov so imeli relativno nizko BET specifično površino (do 30 m2/g) in visok izkoristek polimerizacije (višji od 90%). Nadaljnji razvoj takšnih materialov bi ogromno doprinesel na področju biomedicinskih aplikacij, kontroliranem sproščanju zdravil in filtracijskih sistemih.
Keywords: fotopolimerizacija, HIPE, poliHIPE materiali, poliNIPAm, FT-IR, SEM
Published in DKUM: 26.04.2024; Views: 176; Downloads: 25
Full text (2,80 MB) |
5. Sinteza in karakterizacija amino funkcionaliziranega akrilamida kot prekurzorja za inteligentne polimere : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeKaja Kogal, 2023, undergraduate thesis Abstract: 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.
Keywords: amino funkcionaliziran akrilamid, nukleofilna substitucija, radikalska polimerizacija, polimeri, FTIR, NMR
Published in DKUM: 04.09.2023; Views: 466; Downloads: 68
Full text (3,11 MB) |
6. Uporaba tiol-en klik reakcije za polimerizacijo terpenov s tioli : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeVesna Kocijan, 2022, undergraduate thesis Abstract: Cilj diplomskega dela je bil pripraviti polimerne materiale s tiol-en polimerizacijo iz terpenov in večfunkcionalnih tiolov. Pri tem smo uporabili monomere (terpene) iz obnovljivih virov in ne monomerov, pridobljenih iz nafte. Kot zamreževala smo uporabili biorazgradljive tiole, ki za okolje ne predstavljajo nevarnosti glede onesnaženja. Sintetizirali smo polimere iz večfunkcionalnih tiolov trimetilolpropan tris (3-merkaptopropioata) (tri tiola) in heksan-1,6-ditiola (ditiola) in terpenov (mircen in limonen) ob prisotnosti etilen glikol dimetakrilata (EGDMA). Molska razmerja monomerov smo izbrali na način, da smo imeli pri začetnih vzorcih molsko razmerje dvojnih vezi v primerjavi s tiolnimi skupinami 1:1, pri kasnejših vzorcih pa smo višali delež dvojnih vezi v primerjavi s tiolnimi skupinami. Uspešnost polimerizacije smo potrdili z gravimetrijo suhih vzorcev po polimerizaciji in čiščenju, FT-IR spektroskopijo in elementno analizo. Po opravljenih analizah smo ugotovili, da je mircen bolj reaktiven od limonena ter da je tri tiol kljub večji sterični oviranosti bolj primeren za polimerizacijo s terpenoma kot ditiol. Glede na rezultate elementne analize žvepla in glede na rezultate o izgubi mase po čiščenju polimerov smo uspešno sintetizirali tiol-en polimere na osnovi mircen:tri tiol:EGDMA s polimerzacijo v masi. Iz te monomerne mešanice pa nam je uspelo pripraviti tudi visoko porozen poliHIPE material s tipično poliHIPE morfologijo, ki smo jo potrdili z vrstično elektronsko mikroskopijo.
Keywords: Terpeni, tioli, poliHIPE, polimerizacija v masi, tiol-en klik polimerizacija
Published in DKUM: 19.09.2022; Views: 620; Downloads: 76
Full text (2,96 MB) |
7. 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: 581; Downloads: 81
Full text (3,13 MB) |
8. Funkcionalizacija poroznih polimernih monolitov s cinhonidinom preko tiol/en klik reakcij : magistrsko deloRene Gole, 2021, master's thesis Abstract: Namen tega magistrskega dela je bila sinteza poroznega monolitnega materiala na osnovi divinil benzen/vinilbenzil klorida, ki ga bo odlikovala visoka specifična površina, odprto celična morfologija in hierarhična distrubucija velikosti por, površina pa bo primerna za funkcionalizacijo s cinhonidinom.
Visoko porozen poli(divinil benzen-ko-vinilbenzil klorida) smo pripravili s polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze (poliHIPE). Za sintezo smo uporabili nizke začetne stopnje zamreženja (3 mol% in 8 mol% divinil benzena). Nadalje smo poliHIPE materiale hiperzamrežili z reakcijo Friedel-Craftsovega alkiliranja in s tem polimerom drastično zvišali specifično površino in kompatibilnost površine s topili. Na klorometilne skupine, ki se tekom hiperzamreženja niso pretvorile v metilenske povezave, smo vezali cisteamin preko nukleofilne substitucije. Vezava cisteamina je nato omogočila vezavo ciljne kiralne molekule – cinhonidina, preko tiol/en klik reakcije dvojne vezi cinhonidina in proste tiolne skupine cisteamina. Rezultati elementne analize so pokazali na uspešnost vezave cinhonidina na predhodno funkcionalizirane poliHIPE materiale in sicer 0,94 mmol/gpolimer v najboljšem primeru. Taki material bi lahko uporabili kot kiralno kolono.
Specifične površine materialov smo določili z adsorpcijo/desorpcijo dušika po B.E.T. metodi, uspešnost funkcionalizacije pa z elementno analizo dušika in žvepla. Morfološke lastnosti polimerov smo okarakterizirali z vrstično elektronsko mikroskopijo.
Keywords: poliHIPE, hiperzamreženje, cisteamin, cinhonidin, kiralne kolone
Published in DKUM: 04.10.2021; Views: 1153; Downloads: 184
Full text (3,34 MB) |
9. Mikro struktura polihipe polimerov dosežena s sinerezo, hiperzamreženjem in graftiranjem : doktorska disertacijaAmadeja Koler, 2020, doctoral dissertation Abstract: V doktorski disertaciji smo pripravili polimere stirenskega tipa z več nivojsko poroznostjo. Dobro definirano porozno strukturo smo dosegli s kombiniranjem različnih tehnik za uvedbo poroznosti v polimere. S polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze smo ustvarili makro porozne polimere s povezovalno odprto celično poliHIPE strukturo. Mikro poroznost smo dosegli s Friedel-Craftsovo reakcijo hiperzamreženja in s sineretsko fazno separacijo z uporabo mešanice topil. Več nivojska porazdelitev velikosti por je izjemno pomembna pri uporabi polimernih materialov v pretočnih sistemih, kjer makro pore omogočajo konvektivni prenos snovi in zmanjšujejo povratne tlake, medtem ko manjše mezo in mikro pore vplivajo na povečanje specifične površine.
Visoko porozne poli(stiren-ko-divinilbenzen) polimere smo pripravili s polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze. Monolite smo sintetizirali s prosto radikalsko in RAFT (reverzna adicijsko-fragmentacijska polimerizacija s prenosom verige) polimerizacijo. V obeh primerih polimerizacij so imeli polimeri tipično poliHIPE strukturo. Polimere smo nato hiperzamrežili z radikalskim iniciatorjem di-tert-butil-peroksidom in tako pridobili mikro in mezo pore, ter posledično vplivali na dvig BET specifične površine (3-4-kratno povišanje). Prav tako je na mikro strukturo poliHIPE materialov vplivala vrsta polimerizacije. Z RAFT polimerizacijo smo dobili 4-5-krat višje specifične površine ne hiperzamreženih poliHIPE materialov kot pri uporabi proste radikalske polimerizacije, kar kaže na porast formiranja mikro por pri RAFT zamreženju.
Poli(stiren-ko-4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) poliHIPE materiale s tipično poliHIPE odprto celično strukturo smo sintetizirali pri različnih stopnjah začetnega zamreženja (2, 5 in 10%). Z dodatkom stirena v monomerno mešanico smo dosegli redčenje funkcionalnih skupin in tako študirali vpliv redčenja na potek Friedel-Craftsove reakcije hiperzamreženja. S hiperzamreženjem smo v makro porozne poliHIPE materiale uvedli mikro pore in dosegli visoke BET specifične površine (do 731 m2/g). Pri dodatku 57-63 mol % STY je bilo redčenje funkcionalnih skupin preveliko, da bi bilo hiperzamreženje še učinkovito, specifične površine so drastično padle, kar kaže na pomanjkanje mikro por.
Graftirali smo glicidil metakrilat s površine makro poroznih poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) monolitov pripravljenih z radikalsko polimerizacijo kontinuirne faze emulzije. Z namenom povišanja specifične površine smo visoko porozne poliHIPE materiale hiperzamrežili s Friedel-Craftovo reakcijo in jih nadalje funkcionalizirali z razvejanim tris(2-aminoetil)aminom. Proste amino skupine razvejanega amina smo uporabili za imobilizacijo RAFT reagenta, ki je bil primeren za graftiranje glicidil metakrilata s površine. Z graftiranjem s površine poliHIPE materialov z vezanim RAFT reagentom smo dobili visoko gostoto glicidil metakrilatnih molekul na površini. Graftiranje smo izvedli le na hiperzamreženih materialih, saj so ti dosegli večje konverzije pri reakciji z aminom in RAFT reagentom, zaradi večje dostopnosti reaktivnih mest. Učinkovitost reakcije graftiranja smo potrdili z gravimetrijo, elektronsko vrstično spektroskopijo in infrardečo spekroskopijo. Dinamična mehanska analiza je pokazala, da smo z RAFT polimerizacijo izboljšali mehanske lastnosti poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) poliHIPE materialom.
V drugem delu doktorske disertacije smo uporabili sineretsko fazno separacijo pri sintezi poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) zrn s suspenzijsko polimerizacijo. Monomerno fazo smo razredčili s toluenom ali z mešanico topil toluen/heksan. Mikro pore so se formirale zaradi mikrosineretske fazne separacije ob prisotnosti toluena, ki je dobro topilo za stirenske tipe polimerov. Zrna smo hiperzamrežili in s tem uvedli v material nove mikro pore, ki so posledica nastanka novih metilenskih povezav. S tem smo dosegli visoke
Keywords: poliHIPE materiali, hiperzamreženje, sinereza, RAFT graftiranje s površine poliHIPE materialov, RAFT polimerizacija
Published in DKUM: 01.12.2020; Views: 2889; Downloads: 370
Full text (14,54 MB) |
10. POROZNI HIBRIDNI MATERIALI IZ SISTEMA MONOMER/TiO 2Amadeja Koler, 2015, master's thesis Abstract: V magistrskem delu smo se lotili sinteze poroznega hibridnega materiala sestavljenega iz sistema monomer-propoksiliran trimetitol propan triakrilat in delcev TiO2. Hibridni material smo pripravili s polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze tipa voda v olju, kateri smo v zunanjo fazo primešali delce TiO2 . Hibridni material smo nato sintrali.
Ugotovili smo, da na stabilnost emulzije ne vpliva narava in količina dodanega surfaktanta PEL 121 ampak emulzijo stabilizira le disperzno sredstvo BYK 118. Prav tako smo iz eksperimentalnega dela ugotovili, da na stabilizacijo emulzije vpliva masno razmerje delci:monomer. Kadar smo v emulzijo dodali dvakrat več monomera kot delcev, je bila ta stabilna tudi po dodatku 80 vol.% vodne faze, material je imel odprto celično strukturo. Z višanjem količine delcev (delci:monomer na 1:1, 2:1) pa emulzije pri dodatkih visokih deležev vodne faze (več kot 70 vol.%) postajajo vedno manj stabilne njihova celična struktura pa je bolj zaprta.
Pomemben dejavnik za stabilizacijo sistema monomer-TiO2 je tudi velikost delcev. Ugotovili smo, da z delci velikosti 20 nm težje stabiliziramo HIP emulzijo, kot pa z delci velikosti 200 nm.
Dobljene porozne hibridne materiale smo nato sintrali na temperaturi 1150 ⁰C pri temperaturnem koraku 0,5 ⁰C na minuto. Izkazalo se je, da se hibridnim materialom z nižjim deležem delcev tipična poliHIPE struktura poruši. Medtem, ko pa se tistim materialom z višjim deležem delcev (delci:monomer 2:1) struktura poruši verjetno zaradi že predhodno manj stabilnega hibridnega materiala.
Vsi sintrani materiali so izboljšali svoje mehanske lastnosti, saj so vsi postali trdnejši . Struktura je ostala podobna poliHIPE materialu kadar smo dodajali manjšo količino delcev glede na monomer in kadar smo dodajali nižje vsebnosti notranje faze (manj kot 80 vol.%).
V tem delu smo sintetizirali hibridni material iz sistema monomer-TiO2, nadalje smo ga sintrali in tako bolj ali manj uspešno dobili porozno keramično matrico, katere morfologija je nakazovala podobnost s hibridnim materialom. Tako delo še v znanstveni literaturi ni bilo opisano.
Keywords: poliHIPE, hibridni materiali, titanov dioksid, stabilizacija HIP emulzij, sintranje
Published in DKUM: 02.11.2015; Views: 2120; Downloads: 301
Full text (3,31 MB) |
