Search the digital library catalog

Abstract: Magistrsko delo predstavlja rezultate sinteze in proučevanja vplivov iniciatorja, zamreženja in drugih dejavnikov na dvodomenski porozni polimer. Ena domena je hidrogel, ki vsebuje akrilno kislino zamreženo z N,N'-metilenbis(akrilamid)-om, medtem ko druga domena, v kateri se ta hidrogel nahaja, vsebuje stiren zamrežen z divinilbenzenom. Tako se hidrogelu omeji prostor za nabrekanje in s tem poveča uporabnost. Polimer smo sintetizirali z verižno radikalsko polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze. Pomembno je bilo zagotoviti stabilnost emulzije, da ni prišlo do ločevanja faz. Monoliti so bili bele barve, togi, krhki in porozni, s sposobnostjo absorbiranja velike količine vode, kar je glavna lastnost hidrogelov. Najpomembnejši dejavnik, ki vpliva na absorpcijo vode, je bil delež zamreženja z divinilbenzenom. Uspešnejša kot je bila polimerizacija, višja je bila absorpcija vode. Karakterizacijo smo izvedli z vrstičnim elektronskim mikroskopom, gravimetrijo in testiranjem absorpcije vode. Material lahko okarakteriziramo kot mikrogel v polimerni matriki, vendar bi to bilo potrebno potrditi s presevnim elektronskim mikroskopom zaradi omejitev vrstičnega elektronskega mikroskopa.
Keywords: poliHIPE, hidrogel, dvodomenski porozni polimer, stiren, divinil benzen, akrilna kislina, N, N′-metilenbis(akrilamid), verižna radikalska polimerizacija, absorpcija vode
Published in DKUM: 03.09.2024; Views: 35; Downloads: 1
Full text (8,72 MB)

Abstract: 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.
Keywords: HIP emulzije, poliHIPE, porozni polimeri, polimerizacija, fluoropolimeri
Published in DKUM: 21.08.2024; Views: 61; Downloads: 14
Full text (4,94 MB)

Abstract: 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.
Keywords: polimeri, monomeri, poliHIPE, zamreženje, tiol-en klik, porozen
Published in DKUM: 07.05.2024; Views: 292; Downloads: 40
Full text (4,29 MB)

Abstract: Diplomsko delo prikazuje študijo Schiffove bazne kondenzacije med substituiranim tereftaldehidom in 1,4-fenildiaminom za pripravo poliHIPE materialov na osnovi poliazometinov. Π-konjugirane poliHIPE pene smo pripravili s polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze (HIP emulzije). Sintetizirane polimere smo očistili s Soxhlet ekstrakcijo z metanolom. Uspešnost organo-katalizirane sinteze poliazometinov smo preverili s spektroskopskimi tehnikami kot so FTIR analiza, UV-Vis DRS analiza in 13C CP/MAS NMR spektroskopijo v trdnem. Morfološke lastnosti smo preverili z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM). S He-piknometrijo smo določili gostoto in določili poroznost polimera. Informacije o porazdelitvi por in specifični površini smo dobili z dušikovo fizisorpcijo.
Keywords: Schiff-bazna kondenzacija, π-konjugirani polimeri, vpliv substituente, poliHIPE, karakterizacija polimerov
Published in DKUM: 18.09.2023; Views: 393; Downloads: 22
Full text (4,66 MB)

Abstract: V magistrski nalogi smo sintetizirali visokoporozne polielektrolitne polimere v obliki monolitov in kroglic, imenovane poliHIPE materiali. PoliHIPE monolite smo pripravili z emulzijsko polimerizacijo, medtem ko smo kroglice pripravili s sedimentacijsko polimerizacijo multiplih emulzij. Oba tipa polielektrolitnih adsorbentov sta bila na osnovi 2-akrilamido-2-metilpropansulfonske kisline (AMPS) in akrilamida (AAM). Prisotnost porozne morfologije smo analizirali z elektronsko vrstično mikroskopijo (SEM), kemijsko in elementno sestavo pa z infra-rdečo (FTIR) spektroskopijo in elementno analizo. V nadaljevanju smo raziskali adsorpcijske lastnosti in kinetiko adsorpcije PAMPS poliHIPE materialov. Preučevali smo, kako oblika (monolit v primerjavi s kroglicam), količina ionskih skupin (PAMPS 100 in PAMPS 50) ter poroznost vplivajo na adsorpcijske procese. Za primerjavo vpliva poroznosti, smo uporabili ne-porozne, komercialno dostopne kroglice na osnovi sulfoniranega polistirena. Pripravili smo modelne raztopine cinkovih (Zn(NO3)2), železovih (Fe(NO3)3) in aluminijevih (Al(NO3)3) ionov, ter spremljali proces adsorpcije kot funkcijo časa. Za ta namen smo uporabili emisijsko atomsko spektrometrijo (FAAS). Izkazalo se je, da spremenjeno število ionskih skupin ni tako zelo vplivalo na hitrost adsorpcije, saj je bila le-ta zelo podobna pri obeh tipih monolita (PAMPS 100M in PAMPS 50M) kot tudi kroglic (PAMPS 100K in PAMPS 50K). Rezultati so pokazali, da sta oblika in poroznost vplivala na hitrost adsorpcije. Adsorpcija v primeru kroglic je potekla hitreje kot pri uporabi monolita (vpliv oblike), prav tako pa je bila adsropcija hitrejša v primeru poroznih kroglic kot pri neporoznih komercialnih kroglicah (vpliv poroznosti). S pomočjo enačb za linearizirana modela psevdo-prvega reda in psevdo-drugega reda, smo določili po katerem modelu je potekala adsorpcija vsakega adsorbenta v vseh treh raztopinah kovin. Adsorpcijske lastnosti in kinetiko adsorpcije smo spremljali tudi pri višjih temperaturah, 35 °C in 50 °C ter izračunali kateremu kinetičnemu modelu sledijo.
Keywords: PoliHIPE, polielektroliti, multiple emulzije, težke kovine, adsorpcija, kinetika
Published in DKUM: 06.01.2023; Views: 723; Downloads: 53
Full text (5,45 MB)