1. Vpliv notranje faze na morfologijo polimernih materialov pri polimerizaciji emulzije : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjePolona Lekan, 2025, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati poli(metil metakrilat-ko-etilen glikol dimetakrilat) monolite, krajše poli(MMA-ko-EGDMA), s polimerizacijo emulzij z različnim deležem notranje faze (0–95 vol%). Delež notranje faze se je izkazal kot ključen parameter za nastanek por in morfologijo končnega polimera. Pri nizkih deležih so nastali kompaktni monoliti, pri srednjih deležih se je razvila celična struktura z redkimi povezovalnimi porami, pri visokih deležih pa odprta makroporozna mreža.
S pomočjo FT-IR spektroskopije in elementne analize smo potrdili uspešno vključitev monomerov MMA in EGDMA v polimerno mrežo. S SEM analizo smo potrdili prehod od kompaktne do spužvaste strukture, pri čemer se je v območju med 60 in 95 vol% notranje faze pokazalo izrazito povečevanje primarnih por ter postopno nastajanje in širjenje povezovalnih por, ob sočasnem tanjšanju sten porozne mreže. Meritve so potrdile, da povprečni premeri por in povezovalnih por naraščajo s povečevanjem deleža notranje faze. Premeri primarnih por so se v analiziranih vzorcih gibali od najmanjših 2,6 μm pri vzorcu PL-02 do največjih 44,2 μm pri PL-13, kar kaže na izrazito povečanje velikosti por. Povezovalne pore so bile zaznane šele od vzorca PL-08 dalje, pri čemer so se njihove vrednosti gibale od 0,7 μm (PL-08 in PL-10) do 10,3 μm (PL-13). Pri PL-09 so bile primarne pore enotne (≈5,5 μm), povezovalne pa majhne (1,2–1,8 μm). Tako primarne kot povezovalne pore so torej dosegle največje dimenzije v vzorcu PL-13 (95 vol% notranje faze).
Specifična površina, določena z BET metodo, je prav tako naraščala z večanjem poroznosti in dosegla največjo vrednost 5,42 m²/g pri 80 vol% notranje faze. Rezultati tako jasno potrjujejo povezavo med deležem notranje faze, morfologijo in specifično površino polimernih materialov.
Ključne besede: HIPE, poliHIPE, poli(MMA-ko-EGDMA), delež notranje faze, poroznost, FT-IR spektroskopija, SEM, BET analiza.
Objavljeno v DKUM: 07.10.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 3
 Celotno besedilo (4,36 MB) |
2. Inovativna sinteza poroznih glicidil metakrilatnih zrn s tehniko suspenzijske polimerizacije HIP emulzije : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeTilen Vozelj, 2025, diplomsko delo Opis: V okviru diplomskega dela smo razvijali metodo za sintezo visoko poroznih polimernih kroglic na osnovi GMA (glicidil metakrilat) in EGDMA (etilenglikol dimetakrilat). Za dosego visoke poroznosti v kroglicah smo izvedli suspenzijsko polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze. Ker so emulzije viskozni sistemi, smo najprej proučili vpliv različnih deležev notranje faze na viskoznost emulzije in posledično na morfologijo polimeriziranih materialov. Ugotovili smo, da z zviševanjem deleža notranje faze narašča viskoznost emulzije, velikost por v končnih produktih se povečuje, stene por se tanjšajo, povezovalne pore postajajo večje in bolj sferične oblike, specifična površina pa se poveča z 2,4 na 3,1 m²/g.
V naslednjem koraku smo pripravili suspenzijo emulzije z visokim deležem notranje faze tako, da smo k homogeni emulziji dodali vodno raztopino stabilizatorja, suspenzijo temeljito premešali in izvedli fotopolimerizacijo. Kot končni produkt smo dobili polimerne kroglice, med katerimi so bile nekatere skoraj popolnoma sferične, druge pa bolj cilindrične oblike. Kroglice so ohranile odprto celično morfologijo.
Pripravljene materiale smo karakterizirali z različnimi tehnikami, vključno s FTIR spektroskopijo, porozimetrijo, vrstično elektronsko mikroskopijo in elementno analizo, kar je omogočilo podrobno razumevanje njihove strukture, morfologije in kemijskih lastnosti.
Ključne besede: porozni polimeri, poliHIPE, HIP emulzija, glicidil metakrilat, suspenzijska polimerizacija
Objavljeno v DKUM: 23.09.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 10
Celotno besedilo (5,24 MB) |
3. Pridobivanje trajnostnih polimernih materialov iz vanilin metakrilataUroš Sodin, 2025, diplomsko delo Opis: V okviru diplomskega dela smo raziskali sintezo in uporabo vanilin metakrilata kot bio-osnovanega monomera za pripravo trajnostnih, visoko poroznih polimernih materialov. Vanilin metakrilat smo sintetizirali iz vanilina in anhidrida metakrilne kisline ob prisotnosti katalizatorja 4-(dimetilamino)piridina v inertni atmosferi. Nastali produkt smo okarakterizirali z jedrsko magnetno resonanco, s čimer smo potrdili uspešnost esterifikacije ter strukturo sintetizirane spojine.
Vanilin metakrilat smo uporabili kot osnovni monomer za pripravo poroznih kopolimerov s tremi različnimi zamreževali: etilen glikol dimetakrilatom, 1,6-heksandiol diakrilatom in divinil adipatom. Polimere smo sintetizirali s postopkom fotopolimerizacije emulzij z visokim deležem notranje faze. Kot notranjo fazo emulzij smo uporabili vodno raztopino kalcijevega klorida heksahidrata, kot surfaktant Hypermer B246 ter kot fotoiniciator Irgacure 819. Preučevali smo vpliv razmerja monomerov na morfologijo in strukturo pripravljenih materialov.
Sintetizirane poliHIPE monolite smo okarakterizirali z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM), infrardečo spektroskopijo (FTIR) ter z določanjem specifičnih površin po metodi BET porozimetrije. Rezultati so pokazali, da imajo sintetizirani materiali odprtocelično ali delno odprtocelično morfologijo. Izrazita odprtocelična morfologija je bila dosežena pri uporabi etilen glikol dimetakrilata in 1,6-heksandiol diakrilata, medtem ko je bil pri polimerih z divinil adipatom zaznan nastanek por, vendar te niso bile tako izrazito odprtocelične kot pri ostalih dveh zamreževalih. FTIR analiza je potrdila uspešno vključitev monomerov v polimerno verigo, BET porozimetrija pa je pokazala, da se s povečevanjem deleža zamreževala povečuje tudi specifična površina materialov.
Ključne besede: vanilin, vanilin metakrilat, anhidrid ocetne kisline, emulzije, poliHIPE, bioosnovani polimeri
Objavljeno v DKUM: 12.09.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 7
Celotno besedilo (4,62 MB) |
4. Funkcionalizacija poli(eugenol metakrilata) s tiol-en kemijoTim Oražem, 2025, diplomsko delo Opis: V okviru diplomske naloge smo izvedli sintezo eugenol metakrilata (EMA), ki smo ga pripravili z esterifikacijo med hidroksilno skupino eugenola in anhidridom metakrilne kisline. Tako dobljeni monomer smo nato analizirali s Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR) in jedrsko magnetno resonanco (NMR), pri čemer smo z obema metodama potrdili njegovo uspešno pripravo in ustrezno čistost. Reakcijski izkoristek se je gibal med 70 in 80%.
EMA smo uporabili za sintezo visoko poroznih polimernih materialov s polimerizacijo emulzije, pri čemer smo kot zamreževalo uporabili 1,6-heksandiol diakrilat (1,6-HDDA). Dobljene polimere smo podrobno okarakterizirali z uporabo FTIR spektroskopije, elementne analize (EA) ter vrstične elektronske mikroskopije (SEM). Rezultati FTIR spektroskopije in EA so pokazali, da sta bila oba monomera uspešno vgrajena v polimerno verigo, s čimer smo potrdili učinkovito polimerizacijo. Analiza z SEM pa je razkrila tipično odprtocelično strukturo z razvito notranjo poroznostjo. Velikost por v nastalih materialih se giblje med 2,7 in 25,3 μm, odvisno od deleža zamreževala. Pore so večje v primeru 15 mol% (1,6-HDDA) in manjše v primeru 85 mol% (1,6-HDDA).
V nadaljevanju smo proste alilne dvojne vezi v polimerni mreži izkoristili za funkcionalizacijo s pentaeritritol tetrakis(3-merkaptopropionatom) (PETMP). Uspešnost reakcije smo potrdili z elementno analizo, saj je bil v modificiranem polimeru zaznan delež žvepla, ki ga v osnovnem materialu ni bilo. Analiza je pokazala, da je bil delež S višji (5,7%) pri polimerih z višjim deležem EMA (85 mol%) in obratno, nižji (4,2%) pri polimerih z nižjim deležem EMA (40 mol%).
Ključne besede: porozni polimeri, poliHIPE, HIP emulzija, eugenol metakrilat, 1, 6-heksandiol diakrilat, prosta verižna radikalska polimerizacija, tiol-en klik reakcija
Objavljeno v DKUM: 12.09.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 4
Celotno besedilo (3,34 MB) |
5. Razvoj funkcionalno gradientnih makroporoznih polimerov z emulzijsko templacijo : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeLana Mori, 2025, diplomsko delo Opis: V okviru diplomske naloge smo sintetizirali visoko porozne gradientne polimere z verižno radikalsko fotopolimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze (HIPE). Polimere smo pripravili na dva načina: (i) s postopnim fotopolimeriziranjem po nanašanju vsake posamezne plasti in (ii) s fotopolimerizacijo na koncu, ko so bile vse plasti že nanešene. Pokazalo se je, da so bili polimeri, pripravljeni z enkratno fotopolimerizacijo na koncu, mehansko stabilnejši, medtem ko so se pri postopnem fotopolimeriziranju ponekod posamezne plasti ločile.
Gradientnost smo dosegli s plastenjem emulzij, ki so se med seboj razlikovale v treh ključnih parametrih: (i) hitrosti mešanja pri pripravi emulzije (med 250 in 20 000 obrati/minuto), (ii) deležu notranje faze (med 60 vol.% in 90 vol.% glede na celoten volumen emulzije) ter (iii) razmerju monomerov metil metakrilata, etilen glikol dimetakrilata in glicidil metakrilata (kemijski sestavi). Vsi ostali parametri so ostali konstantni.
Rezultati so pokazali, da je bila sinteza gradientnih polimerov uspešna. Pri različnih hitrostih mešanja se je gradientnost odražala v različni velikosti por vzdolž polimera: najmanjše pore so nastale pri najvišji hitrosti mešanja, največje pa pri najnižji. Podoben trend smo opazili tudi pri spreminjanju deleža notranje faze, kjer so največje pore nastale v plasti z najvišjim deležem notranje faze. Poleg tega je na gradientnost pomembno vplivala tudi kemijska sestava polimera – z variiranjem razmerja monomerov smo dosegli različne stopnje poroznosti in morfološke značilnosti vzdolž gradientne strukture.
Polimere smo okarakterizirali z FTIR spektroskopijo in vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM). FTIR spektroskopija je omogočila potrditev kemijske sestave in uspešnost polimerizacije, SEM pa je bil ključen za analizo morfologije, razporeditve ter velikosti por v gradientnih polimerih.
Ključne besede: metil metakrilat, makroporozni polimeri, poliHIPE, gradientni polimeri
Objavljeno v DKUM: 10.09.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 11
Celotno besedilo (4,91 MB) |
6. Sinteza eugenol metakrilata in njegova uporaba pri razvoju funkcionalnih polimernih mrež : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeVeronika Ogrin, 2025, diplomsko delo 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: 42
Celotno besedilo (3,66 MB) |
7. Emulsion templated porous poly(thiol-enes): influence of photopolymerisation, emulsion composition, and phase behaviour on the porous structure and morphologyViola Hobiger, Muzafera Paljevac, Peter Krajnc, 2022, izvirni znanstveni članek Opis: 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) or divinyl adipate (DVA) and pentaerythritol tetrakis(3-
mercaptopropionate) (TT) were polymerised via a thiol-ene radical initiated photopolymerisation
using emulsions with a high volume fraction of internal droplet phase and monomers in the continuous phase as precursors. The porous structure derived from the high internal phase emulsions
(HIPEs) followed the precursor emulsion setup resulting in an open porous cellularly structured
polymer. Changing the emulsion composition and polymerisation conditions influenced the resulting
morphological structure significantly. The investigated factors influencing the polymer monolith
morphology were the emulsion phase ratio and surfactant concentration, leading to either interconnected cellular type morphology, bicontinuous porous morphology or a hollow sphere inverted
structure of the polymerised monoliths. The samples with interconnected cellular morphology had
pore diameters between 4 µm and 10 µm with approx. 1 µm sized interconnecting channels while
samples with bicontinuous morphology featured approx. 5 µm wide pores between the polymer
domains. The appropriate choice of emulsion composition enabled the preparation of highly porous
poly(thiol-enes) with either polyHIPE or bicontinuous morphology. The porosities of the prepared
samples followed the emulsion droplet phase share and could reach up to 88%.
Ključne besede: high internal phase emulsions, thiol-ene polymerisation, polyHIPE, bicontinuous structure, phase inversion, poly(thiol-enes)
Objavljeno v DKUM: 13.05.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 6
Celotno besedilo (5,24 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
8. Efficient β-galactosidase immobilised on glycidyl methacrylate polyHIPEMuzafera Paljevac, Darja Pečar, Peter Krajnc, 2025, izvirni znanstveni članek Opis: Poly(glycidyl methacrylate-co-ethyleneglycol dimethacrylate) monoliths (PolyGMA) were synthesized by high internal phase emulsion (HIPE) templating and polymerisation. The porous monoliths exhibited a hierarchical porous structure with primary pores (cavities, average diameter 35 µm) interconnected by secondary pores (average diameter 5 µm). FTIR spectroscopy confirmed the chemical composition and identified characteristic functional groups of both GMA and EGDMA. The polyGMA materials were ground and sieved to obtain particles between 710 µm and 1000 µm in diameter, which were subsequently used to immobilize the enzyme β-galactosidase. Immobilization was performed using two methods, namely direct binding via epoxide groups and binding after the activation with glutaraldehyde. The glutaraldehyde method resulted in higher enzyme loading (0.43 mg of enzyme per 100 mg of polyGMA) and significantly improved catalytic activity compared to direct binding. The immobilized β-galactosidase was used for lactose hydrolysis under various conditions using both batch and flow-through reactors. Optimal activity was observed at pH 6.5 and 35°C, with kinetic parameters vmax = 0.64 mmol∙L -1 ∙min-1 and �� = 38.8 mmol∙mol-1 . Reuse tests showed stable performance over five cycles. Comparatively, non-porous polyGMA exhibited negligible enzymatic activity compared to polyHIPE supported enzyme. In addition, lactose hydrolysis was investigated in a flow-through system at different flow rates (0.5–2.5 mL∙min- ¹). The highest conversion (100%) was observed at a flow rate of 0.5 mL∙min-¹, while a higher flow rate of 2.5 mL∙min-¹ resulted in a lower conversion (approx. 35%), both at the lactose concentration of 4 g∙L - ¹.
Ključne besede: immobilized enzymes, glycidyl methacrylate, polyHIPE, β-galactosidase, beta-galactosidase
Objavljeno v DKUM: 21.03.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 10
Celotno besedilo (7,15 MB) |
9. Imobilizacija encimov na visoko porozne polimerne nosilce : magistrsko deloLara Berložnik, 2024, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je bil razviti učinkovite postopke za sintezo poroznih polimernih materialov v različnih oblikah, kot so monoliti in zrna. Monolitne materiale smo pripravili s polimerizacijo v masi in s polimerizacijo zunanje faze emulzij z visokim deležem notranje faze, medtem ko smo zrna sintetizirali s suspenzijsko polimerizacijo. Zrna smo nato uporabili kot nosilce za imobilizacijo encimov.
Najprej smo sintetizirali monolitne poli(glicidil metakrilat-ko-etilen glikol dimetakrilatne) materiale s polimerizacijo v masi, pri čemer smo uporabili različne deleže porogenega topila, ki so variirali med 0 in 200 vol. % glede na volumen monomerov. Produkt je bil krhek material, pri čemer se je z nižjimi deleži porogena tvoril material z neporozno morfologijo, z višjimi deleži pa t.i. cvetačna morfologija. S polimerizacijo zunanje faze emulzij z visokim deležem notranje faze, inducirano termično ali s fotopolimerizacijo ter uporabo zamreževala v deležih od 5 mol % do 25 mol %, smo pridobili monolitne materiale s celično morfologijo. Pore v teh materialih so bile raznolike tako po obliki kot po velikosti. Materiale smo karakterizirali z vrstičnim elektronskim mikroskopom za določitev morfologije,FTIR spektroskopijo in elementno analizo za določitev kemijske sestave ter porozimetrijo za določitev porazdelitve velikosti por in specifične površine.
Sintetizirana in okarakterizirana poli(glicidil metakrilat-ko-etilen glikol dimetakrilatna) zrna smo uporabili kot nosilce za imobilizacijo encima lipaze iz Candida cylindracea. Imobilizacijo encima smo izvedli na poroznih in neporoznih zrnih, tako z uporabo distančnika in mrežnega zamreževalca kot brez njiju. Imobilizacija je bila uspešna v vseh primerih, pri čemer je bila nekoliko bolj učinkovita ob uporabi distančnika in mrežnega zamreževalca, kar smo potrdili s testno reakcijo hidrolize 4-nitrofenil butirata. Učinkovitost vezave encima smo preverjali z določanjem koncentracije proteina pred in po imobilizaciji z Bradfordovo metodo.
Ključne besede: poliHIPE material, HIP emulzija, suspenzijska polimerizacija, imobilizacija encima, Lipaza Candida Cylindracea
Objavljeno v DKUM: 04.10.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 61
Celotno besedilo (5,33 MB) |
10. 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: 114
Celotno besedilo (5,14 MB) |
