1. Sinteza in karakterizacija vanilin metakrilata kot prekurzorja za visoko porozne polimereMaja Mraz, 2024, undergraduate thesis Abstract: 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.
Keywords: porozni polimeri, HIP – emulzija, poliHIPE, vanilin metakrilat
Published in DKUM: 10.09.2024; Views: 22; Downloads: 5
 Full text (5,14 MB) |
2. Priprava fluoro-poliHIPE materialov iz multifunkcionalnih akrilatovNastja Slavič, 2024, master's thesis 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: 70; Downloads: 15
Full text (4,94 MB) |
3. Hiperzamreženje polihipe materialov z uporabo tiol-en klik kemije : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeVitan Šlamberger, 2023, undergraduate thesis Abstract: 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.
Keywords: poliHIPE, hiperzamreženje, polimerizacija, porozni polimeri, tiol-en
Published in DKUM: 05.09.2023; Views: 414; Downloads: 73
Full text (3,62 MB) |
4. Poliakrilatne membrane za nadzorovano sproščanje : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeLara Berložnik, 2022, undergraduate thesis Abstract: V okviru diplomskega dela smo si zadali dva glavna cilja, sintetizirati visoko porozne polimerne membrane in le-te uporabiti za nadzorovano sproščanje zdravilne učinkovine. Porozne polimerne membrane smo sintetizirali s polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze, pri čemer je vodna faza vsebovala monomer (2-hidroksietil metakrilat), zamreževalo (metilenbisakrilamid), deionizirano vodo in surfaktant (Pluronic F86), za organsko fazo smo uporabili cikloheksan. V primeru termično iniciirane polimerizacije smo iniciator (amonijev persulfat) dodali v vodno fazo in v primeru fotopolimerizacije (Irgacure 819) v organsko fazo. Nastale polimerne membrane smo okarakterizirali s FTIR-spektroskopijo in elementnim analizatorjem za spremljanje uspešnosti vključevanja monomera in zamreževala v polimerno verigo, z vrstičnim elektronskim mikroskopom za preučevanje morfologije membran in s porozimetrom z absorpcijo/desorpcijo plina dušika po Brunauer-Emmet-Tellerjevi metodi za določanje specifične površine. Uspešnejša je bila sinteza membran s fotopolimerizacijo, s katerimi nam je uspelo doseči v membranah odprto celično strukturo, ki je membrane, polimerizirane s termično polimerizacijo, niso imele.
Porozne membrane smo nadalje uporabili za preučevanje nadzorovanega sproščanja paracetamola. Najprej smo membrane nekaj ur namakali v vodni raztopini paracetamola, nato smo jih po spiranju s curkom deionizirane vode potopili v deionizirano vodo in z UV Visom spremljali sproščanje paracetamola v odvisnosti od časa. Rezultati so pokazali, da so membrane uspešno absorbirale paracetamol ter ga različno hitro in različno veliko sprostile.
Keywords: porozni polimeri, fotopolimerizacija, HIP-emulzija, sproščanje zdravilnih učinkovin, paracetamol
Published in DKUM: 16.09.2022; Views: 643; Downloads: 90
Full text (4,78 MB) |
5. Polielektrolitni polihipe hidrogeli za sanacijo onesnaženih voda : doktorska disertacijaSarah Jurjevec, 2021, doctoral dissertation Abstract: 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
Keywords: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, polielektroliti, Sonogashira-Hagihara reakcija navzkrižnega pripajanja, π-konjugirani materiali, čiščenje vode
Published in DKUM: 30.09.2021; Views: 1468; Downloads: 166
Full text (4,71 MB) |
6. Sinteza π- konjugiranih polimernih pen z reakcijami navzkrižnega pripajanja : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeAleksander Saša Markovič, 2021, undergraduate thesis Abstract: V sklopu diplomske naloge smo pripravljali polimerne pene s polimerizacijo v HIP emulzijah, z metodami C-C navzkrižnega pripajanja, pri čemer smo poli(p-fenilene) sintetizirali po metodi Suzuki-Miyaura, poli(m-etinil fenilene) po metodi Sonogashira-Hagihara in poli(fenil vinilene) po metodi Mizoroki-Heck.
Uspešno smo sintetizirali poli(p-fenilene) in poli(m-etinil fenilene) s polimerizacijo HIP emulzije, kot primerjavo smo uspešno sintetizirali poli(m-etinil fenilene) in poli(fenil vinilene) v raztopini. Vzorce poroznih polimerov smo karatkterizirali s SEM, kjer smo videli značilno 3D makroporozno strukturo. Želeli smo pripraviti še poli(p-fenilene) v raztopini in HIP emulzije poli(fenil vinilenov), vendar nam zaradi netopnosti trdih baz pri poli(p-fenilenih) in uhajanja interne faze pri poli(fenil vinilenih) ni uspelo. Sintetizirane polimere smo primerjalno očistili z difuzijsko metodo in s super kritičnim CO2, primernost metod čiščenja smo nato preverjali z metodama FTIR in NMR spektroskopije.
Določili pa smo tudi specifično površino emulzijsko templantiranih poli(p-fenilene) in poli(m-etinil fenilene), z adsorbcijo dušika po metodi BET.
Keywords: konjugirani porozni polimeri, poliHIPE, Suzuki-Miyaura, Heck-Mizoroki, Sonogashira-Hagihara
Published in DKUM: 08.09.2021; Views: 1440; Downloads: 126
Full text (2,77 MB) |
7. Funkcionalizacija glicidil metakrilatnih hierarhično poroznih polimerovTamara Galun, 2020, undergraduate thesis Abstract: Porozni polimerni materiali so dandanes zelo uporabni materiali na večih področjih ( biomedicina, kromatografski procesi, shranjevanje plinov itd.). Zanje so značilne pore v strukturi in visoke specifične površine. Lahko jih funkcionaliziramo in uporabnost takih materialov še dodatno razširimo. Poroznost v polimernih materialih lahko induciramo na več načinov- uporaba porogenih topil, kristalov soli določene velikosti, polimerizacija kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze idr. Cilj diplomske naloge je bila priprava poli(GMA-ko-EGDMA) polimerov z različno stopnjo zamreženosti ( 5 mol%, 10 mol% , 15 mol% in 20 mol% EGDMA) in več nivojsko poroznostjo. To smo dosegli z uporabo tehnike sintranja PMMA zrn, preko katerih smo prelili emulzijo z visokim deležem notranje faze ( HIP emulzija). PMMA zrna smo odstranili iz nastalega polimera s pomočjo kontinuirne ekstrakcije v Soxhletovem aparatu z etilacetatom. Kot končni produkt smo dobili material s točno določeno hierarhijo poroznosti. Za primerjavo smo sintetizirali tudi poli(GMA-ko-EGDMA) brez sintranih nosilcev. S tem namenom smo si emulzijo zato razdelili na dva dela: enega smo dali v plastični kalup, drugega preko nosilca. Polimere smo na koncu še funkcionalizirali z amini (1,8-DAO in TrisNH2). S pomočjo vrstičnega elektronskega mikroskopa smo analizirali poli(GMA-ko-EGDMA) monolite. PoliHIPE materiali so imeli zaprto celično strukturo. PoliHIPE/PMMA materiali pa so bili odprte celične strukture. Na mestih, kjer so bila tekom sinteze sintrana PMMA zrna, so nastale odprtine oziroma primarne pore, ki so med seboj povezane s povezovalnimi porami. V skeletu materiala smo lahko opazili tudi sekundarne pore. Funkcionalizirane vzorce pa smo analizirali tudi s FTIR spektrometrom in naredili elementno analizo. Rezultati so pokazali, da je bila funkcionalizacija uspešna.
Keywords: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, sintranje, glicidil metakrilat, funkcionalizacija
Published in DKUM: 09.10.2020; Views: 1204; Downloads: 142
Full text (1,31 MB) |
8. Sinteza substituiranih poli(p-fenilen etinilenov) in poli(p-fenilen vinilenov) z emulzijskim templatiranjem : magistrsko deloAmadeja Kokol, 2019, master's thesis Abstract: Priprava emulzij z visokim deležem notranje faze s C-C reakcijami navzkrižnega pripajanja omogoča sintezo visoko poroznih polimernih pen. Tako pripravljene π-konjugirane poliHIPE pene so še posebej zanimive zaradi združevanja 3D makroporozne morfologije tipične za poliHIPE pene in π-konjugiranega ogrodja značilnega za konjugirane mikroporozne polimere. V sklopu magistrskega dela smo uspešno sintetizirali poli(p-fenilen etinilene) s polimerizacijo HIP emulzij in polimerizacijo v raztopini s Sonogashira reakcijo navzkrižnega pripajanja. Pripravljene poliHIPE pene imajo značilno poliHIPE strukturo, medtem, ko imajo polimeri pripravljeni v raztopini 2D cevasto morfologijo. V nadaljevanju smo na substituiranih poliHIPE penah izvedli reakciji demetiliranja in sultoniranja, da bi povečali hidrofilnost π-konjugiranega ogrodja. Uspešnost funkcionalizacije smo spremljali s FTIR in NMR spektroskopijo ter elementno analizo. Rezultati kažejo, da je bila reakcija sultoniranja uspešna v primeru poli(p-dimetoksibenzena) in neuspešna pri poli(p-nitrofenolu). V zadnjem delu magistrske naloge smo želeli izvesti sintezo substituiranih poli(p-fenilen vinilenov) z emulzijskim templatiranjem s Heckovo reakcijo navzkrižnega pripajanja. Heckovo navzkrižno pripajanje v emulziji nam ni uspelo, zato smo pripravili poli(p-fenilen vinilene) s polimerizacijo v raztopini. Rezultati kažejo, da so za Heck reakcijo primernejša polarna topila in visoke temperature. Z morfološko karakterizacijo smo potrdili klasično cvetačasto morfologijo. Določili in primerjali smo tudi specifično površino (BET) poli(p-fenilen etinilenov) in poli(p-fenilen vinilenov) pripravljenih s polimerizacijo v raztopini in ugotovili, da 2D cevasta morfologija sintetizirana s Sonogashira reakcijo daje višje površine kot cvetačasta morfologija sintetizirana s Heckovo reakcijo.
Keywords: poliHIPE, Sonogashira-Hagihara, Heck-Mizoroki, C-C reakcije navzkrižnega pripajanja, konjugirani porozni polimeri
Published in DKUM: 10.12.2019; Views: 1750; Downloads: 168
Full text (4,16 MB) |
9. |
10. Kemijska modifikacija površine vinilbenzil kloridnih poliHIPE materialov z metodo RAFT graftiranjaNuša Cmager, 2018, master's thesis Abstract: V magistrskem delu smo uspešno izvedli graftiranje molekul glicidil metakrilata na funkcionaliziran DVB/VBC kopolimer. Z namenom priprave polimera, ki bi ga funkcionalizirali, smo uspešno sintetizirali DVB/VBC kopolimer, ki smo ga naknadno hiperzamrežili in mu bistveno povečali specifično površino. Specifična površina je dosegala vrednosti več kot 1000 m2/g. Polimer smo uspešno funkcionalizirali s tris(2-aminoetil) aminom in potrdili njegovo vezavo s FTIR spektroskopijo in elementno analizo. Sledila je imobilizacija izbranega RAFT reagenta 4-ciano-4-[(dodecilsulfaniltiokarbonil)-sulfanil] pentanojske kisline. Rezultati so pokazali prisotnost amidnega signala, ki je posledica reakcije med aminom in RAFT reagentom. Elementna analiza je pokazala zvišanje vsebnosti žvepla v materialu. Na koncu smo izvedli reakcijo graftiranja na površini sintetiziranega polimera z molekulami glicidil metakrilata. Izvedli smo reakcije na polimeru v prahu in polimeru v kosu. Rezultati so pokazali uspešnost na obeh primerih, vendar je bilo povečanje mase večje v primeru polimera v kosu. Vezavo molekul GMA smo okarakterizirali z vrstično elektronsko mikroskopijo, ki je v primerjavi z osnovnim polimerom prikazala bolj mehke in zabrisane linije. Te so posledica nove plasti na polimeru. Graftiranje smo okarakterizirali še s FTIR spektroskopijo, ki je potrdila prisotnost epoksidnega signala v materialu zaradi glicidil metakrilata.
Keywords: RAFT polimerizacija, hiperzamreženje, graftiranje, porozni polimeri, glicidil metakrilat, poliHIPE
Published in DKUM: 04.12.2018; Views: 1392; Downloads: 188
Full text (2,97 MB) |
