1. Vpliv parametrov mehanske obdelave na površinsko poroznost zaprto-celičnih aluminijastih pen : doktorska disertacijaBoštjan Razboršek, 2023, doctoral dissertation Abstract: Aluminijeve pene se še uveljavljajo na področju modernega inženirstva. Uporabljajo se tam, kjer se zahtevajo lahke konstrukcije, ki morajo prenašati mehanske in termične obremenitve ali imeti sposobnost absorpcije udarne energije. Elementi iz aluminijevih pen, npr. kompozitni sendvič paneli, imajo običajno porozno jedro, ki ga obdaja tanka plast neporozne zunanje površine. Ta plast bistveno vpliva na mehanske lastnosti elementa, ima pa tudi funkcijo zaščite notranjosti pred vplivi okolice. Mehanska obdelava z odrezovanjem povzroči deformacijo zunanje neporozne površine, kar ima praviloma za posledico zmanjšanje trdnostnih lastnosti in izpostavljenost notranje strukture vplivom iz okolice.
V disertaciji je opisana mehanska obdelava z odrezovanjem in preoblikovanjem različnih vzorcev zaprto-celičnih aluminijevih pen. V prvem delu so bili izvedeni mehanski postopki obdelave struženja, rezkanja, vrtanja in enotočkovnega inkrementalnega preoblikovanja vzorcev penjenih v kalup. Ti vzorci so imeli porozno jedro in tanko plast zunanje neporozne površine. Z odrezovanjem je bila ta plast odstranjena, s čimer so bile zmanjšane tlačne lastnosti, obdelana površina je postala porozna ter mersko nenatančna. Boljši rezultati so bili doseženi s postopkom enotočkovnega inkrementalnega preoblikovanja. S tem postopkom so bile na površini, brez porušitve, izdelane enostavne oblike kot so žlebovi, utori itd. V drugem delu so bile izvedene raziskave inkrementalnega preoblikovanja in tornega valjanja vzorcev štirih različnih aluminijevih pen, s porozno zunanjo površino. Vzorci so se razlikovali po gostoti, velikosti celic in metalurški sestavi. Izdelani so bili na tračni žagi z minimalno deformacijo površine. Za obdelavo s preoblikovanjem je bilo uporabljeno orodje iz karbidne trdine, ki je delovalo s čelnim ali bočnim delom. Vsak vzorec je bil obdelan s točno določenimi pogoji obdelave (globino preoblikovanja, podajalno hitrostjo in številom vrtljajev orodja). Obdelana površina je bila naknadno obarvana, za doseganje boljšega kontrasta med poroznim in neporoznim delom površine. Izdelane so bile digitalne fotografije obdelane površine in analizirane s pomočjo programske opreme ter pragovnega algoritma. Za vsak vzorec je bila glede na referenčne, neobdelane vzorce, izračunana sprememba površinske pozornosti. S pomočjo metode odzivnih površin je bil določen vpliv parametrov obdelave na poroznost obdelane površine. Iz rezultatov preizkusov je bilo ugotovljeno, da ima število vrtljajev največji, podajalna hitrost po najmanjši vpliv na zmanjšanje površinske poroznosti. V nadaljevanju so bile izmerjene in analizirane obdelovalne sile ter debelina sloja deformirane površine. Izvedeni so bili tlačni preizkusi obdelanih vzorcev, s katerimi je bil določen vpliv obdelane površine na tlačno trdnost, ki predstavlja področje konstantne napetosti v - diagramu. Tlačne lastnosti obdelanih vzorcev, katerim je bila zaradi deformacije površine zmanjšana površinska poroznost, so se bistveno povečale. Ugotovljeno je bilo, da je debelina deformirane površine odvisna od preoblikovalnih lastnosti materiala aluminijevih pen. Pri vzorcih z višjo stopnjo čistosti aluminija je bila deformirana plast debelejša, kar je, dokazano s preizkusi, pomenilo višjo stopnjo tlačne trdnosti.
S celotno raziskavo je bilo ugotovljeno ter dokazano, da je elementom, izdelanim s postopki odvzemanja materiala, mogoče povečati tlačno trdnost ter zmanjšati zarezne učinke, z naknadnimi preoblikovalnimi postopki kot sta inkrementalno preoblikovanje in torno valjanje. Takšno kombinacijo obdelovalnih postopkov, ki se lahko izvajajo na istem stroju, je smiselno uporabiti pri maloserijski proizvodnji izdelkov, pri čemer se kot surovec uporabijo palice, bloki ali pločevina iz aluminijaste pene.
Keywords: aluminijeva pena, zaprto-celična pena, mehanska obdelave, površinska poroznost, inkrementalno preoblikovanje, torno valjanje, mehanske lastnosti
Published in DKUM: 04.05.2023; Views: 663; Downloads: 48
 Full text (14,14 MB) |
2. Polimerne strukture s spremenljivo porazdelitvijo por : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeNika Marija Murenc, 2022, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi smo želeli pripraviti material s stopenjsko velikostjo por, zato smo si najprej pripravili vzorce, kjer smo kot monomer uporabili trimetilolpropan triakrilat(TMPTA), mu dodali toluen, surfaktant Hypermer B246 (HB246) in fotoiniciator Irgacure 819 (I819). Tej organski fazi smo med mešanjem po kapljicah dodali 80 vol. % vodne faze. Ker nas je zanimala sprememba v velikosti por, smo pripravili vzorce, pri katerih smo dodajali različne deleže topila DMSO in THF (od 1% do 32%). Poleg dodajanja različnih deležev topil, pa smo pripravili tudi vzorce, ki smo jih mešali pri različnih hitrostih. Določili smo velikosti por, ki so se nahajale v območju do 60 µm, ter opazovali porazdelitve v tem območju glede na posamezni vzorec. Z elementno analizo smo dokazali, da se sestava pri posameznih vzorcih ni spremenila. S pomočjo navedenih določitev smo pripravili tri vzorce, ki so imeli dovolj veliko razliko v velikosti por, in s kombiniranjem teh pripravili materiale s stopenjsko poroznostjo. Zaradi dovolj velike viskoznosti HIP emulzij, smo vzorce preprosto prelili enega na drugega, ne da bi pri tem prišlo do mešanja emulzij, kar je omogočilo pripravo vzorcev s spremenljivo porazdelitvijo por.
Keywords: HIP emulzije, poliHIPE materiali, poroznost, porozni materiali, gradientni materiali, porozni gradientni materiali
Published in DKUM: 15.09.2022; Views: 591; Downloads: 43
Full text (3,16 MB) |
3. Priprava poroznih polimerov na osnovi celuloze z uporabo emulzij z visokim deležem notranje faze : bachelor thesisPaula Estévez Recio, 2021, undergraduate thesis Abstract: Namen tega dela je razložiti sintezo poliHIPE, ki vsebujejo celulozo. PoliHIPE so bili pripravljeni z uporabo emulzij olja v vodi (O/W). Vodna (kontinuirana) faza je bila sestavljena iz akrilne kisline (AA), karboksimetilceluloze (CMC), N,N′-metilenbisakrilamida (MBA), površinsko aktivne snovi in ustreznih iniciatorjev, medtem ko je bila oljna (notranja) faza toluen. Polimerizacija je potekala termično pri 60 ºC 24 ur. Dobljeni polimeri so imeli diskontinuitetno morfologijo poliHIPE z različnimi premeri, odvisno od stopnje zamreženja in količine CMC. Zanimivo je, da sta prisotnost CMC in višja stopnja zamreženja (30 %) povzročila nastanek večjih por, ki so v bistvu oblikovale material s tremi stopnjami poroznosti - primarno, sekundarno in terciarno. Velikost por je bila od približno 32 μm (0 % CMC) do 260 μm (1 % CMC), površina BET pa se je gibala od približno 1,3 m2/g do 3,9 m2/g. PoliHIPE smo uporabili tudi za adsorpcijo metilen modrega (MB). Pokazalo se je, da prisotnost CMC poveča adsorpcijo MB, vendar se pri višjih koncentracijah CMC adsorpcija zmanjša, kar kaže, da je idealna količina CMC pod 2,5 % (raztopina CMC).
Keywords: PolyHIPE, akrilna kislina, celuloza, adsorpcija, poroznost
Published in DKUM: 22.09.2021; Views: 1136; Downloads: 64
Full text (10,55 MB) |
4. Uporaba mešanih šablon za pripravo hierarhično poroznih polimerov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjePatricija Potisk, 2021, undergraduate thesis Abstract: Porozni polimeri so zaradi svojih specifičnih lastnosti (visoka poroznost, nizka gostota, visoka specifična površina, pretočnost itd.) perspektivni materiali s širokim spektrom aplikacij. Namen diplomskega dela je bila priprava visoko poroznega polimera s kombinacijo dveh tehnik za doseganje porozne strukture. Najprej smo s tehniko sintranja poli(metil metakrilatnih) (PMMA) zrn pripravili trden polimerni nosilec, v notranjost katerega smo prenesli emulzijo z visokim deležem notranje faze (HIP emulzijo) tipa voda v olju. Kot monomera smo uporabili trimetilpropan tris(3-merkaptopropionat) (TMPTMP) in divinil adipat (DVA). Notranja faza HIP emulzije je v našem primeru predstavljala 80 % celotne prostornine emulzije. Po fotopolimerizaciji HIP emulzije v notranjosti PMMA nosilca v UV komori je sledilo čiščenje v Soxhletovem aparatu s topili etilacetatom in etanolom, ki sta iz produkta odstranila PMMA zrna. Morfologijo vzorca smo proučili z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM). Za primerjavo smo uporabili vzorce, ki smo jih dobili s polimerizacijo v masi in polimerizacijo v raztopini. Rezultati analize so pokazali, da nam je uspelo sintetizirati hierarhično porozen polimer z odprto celično strukturo. Polimerna zrna smo uspešno odstranili, saj so na njihovih mestih nastale večje primarne pore. Povezane so bile z manjšimi kanali, ki so bili posledica stičišč med zrni. Zaradi uporabe HIP emulzije je bil porozen tudi skelet. Takšni materiali so pretočni in imajo višjo specifično površino kot materiali pripravljeni s polimerizacijo v masi in raztopini. Vse vzorce smo okarakterizirali še s porozimetrijo po BET (Brunauer-Emmett-Teller) metodi in preverili njihovo sestavo s Fourierovo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR) in elementno analizo.
Keywords: poroznost, HIP emulzija, poliHIPE material, sintranje, tiol-en
Published in DKUM: 22.09.2021; Views: 1030; Downloads: 104
Full text (3,26 MB) |
5. Vpliv razmerja funkcionalnih skupin pri tiol/en polimerizaciji na termomehanske lastnosti produktov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeIztok Majcen, 2021, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi smo sintetizirali visoko porozne polimerne materiale s tiol/en polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze (HIP emulzije). Pripravili smo emulzijo tipa voda v olju (V/O), kjer je bil volumski delež vodne faze 75%. Izvajali smo polimerizacijo kontinuirne faze emulzije s fotopolimerizacijo v UV komori. Sintetizirane poliHIPE materiale smo očistili v Soxhletovem aparatu, kjer smo kot topilo uporabili propan-2-ol. Pri sintezi smo uporabili tri kombinacije monomerov TT/1,6-HDDA, tris (2-(3-merkaptopropioniloksil)etil) izocianurat /1,6-HDDA in TMPTMP/1,6-HDDA. Pri vsakem paru monomerov smo sintezo opravili pri treh različnih razmerjih med tiolno in alkensko funkcionalno skupino (1:1, 1:2 in 1:3). Kot vodno fazo smo uporabili raztopino CaCl2 x 6H2O (Wp=1,76g / 100mL H2O). Končne produkte smo okarakterizirali s termogravimetrično analizo (TGA), s Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FTIR), z adsorbcijskim porozimetrom, vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM) in z elementnim analizatorjem. V tem zaključnem delu so zbrani podatki vseh izvedenih sintez in vsi izmerjeni rezultati. Podana je tudi diskusija rezultatov z grafi in slikami posnetimi med izvajanjem diplomske naloge.
Keywords: poroznost, HIP emulzija, tiol/en polimerizacija, temperatura steklastega prehoda, fotopolimerizacija
Published in DKUM: 08.09.2021; Views: 1165; Downloads: 109
Full text (4,12 MB) |
6. Fazna inverzija v emulzijskih sistemih z monomeri tiolov in alkenov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeJan Marko, 2019, undergraduate thesis Abstract: V tem diplomskem delu predstavljamo poskus ustvarjanja fazne inverzije v emulzijskem sistemu z monomeri tiolov in alkenov z visokim deležem notranje faze. Preizkušali in opisali smo dejavnike, ki vplivajo na porazdelitev faz v emulziji. Tako smo najprej spreminjali volumski delež notranje faze, nato masni delež surfaktanta in na koncu še temperaturo vodne kopeli, v kateri se je nahajal reaktor z emulzijo.
Fazno inverzijo smo poskušali ustvariti v emulziji monomerov 1,6-heksandiol diakrilat in pentaeritritol tetrakis (3-merkatopropionat), pri čemer po polimerizaciji kot končni produkt dobimo visoko porozen polimer. V iskanju ustreznih pogojev za nastanek tega pojava smo spreminjali delež surfaktanta Pluronic L121, delež vodne faze, ki jo je predstavljala razredčena raztopina kalcijevega klorida heksahidrata, in temperaturo vodne kopeli. Zatehte monomerov in iniciatorja Irgacure 819 ter pogoji fotopolimerizacije in hitrost mešanja emulzije so bili tekom eksperimenta vedno enaki. S pomočjo vrstičnega elektronskega mikroskopa (SEM) smo preverili, pri katerih pogojih priprave dobimo namesto tipične strukture poliHIPE strukturo, kjer so praznine in zapolnjena mesta obrnjena. Uspelo nam je ustvariti monolit s črvičasto strukturo, ki nakazuje začetek fazne inverzije.
Keywords: polimer, poliHIPE, poroznost, tiol-en klik polimerizacija, fazna inverzija
Published in DKUM: 10.10.2019; Views: 1293; Downloads: 84
Full text (2,98 MB) |
7. Analiza poroznosti bombažnih tkanin za zaščito pred UV sevanjem : magistrsko deloIngrid Čerpnjak, 2018, master's thesis Abstract: Dandanes predstavlja UV sevanje vedno večji problem, saj se zaradi tanjšanja ozonske plasti povečuje stopnja rakavih obolenj. Ploske tekstilije in oblačila, izdelana iz tekstilij, predstavljajo učinkovito zaščito kože pred UV sevanjem. Tkanine imajo sposobnost odbijanja, absorbiranja in razprševanja UV žarkov. Sposobnost zaščite tkanin pred UV sevanjem je odvisna od konstrukcije tkanin, odločilen pomen pa ima tudi barva tkanine oz. uporabljeno barvilo v fazi barvanja tkanin. Namen magistrskega dela je bil ugotoviti, katera bombažna tkanina nudi najboljšo zaščito pred UV sevanjem oz. analizirati vpliv konstrukcijskih parametrov tkanin in vpliv barve na prepustnost UV sevanja. Tkanine so se med seboj razlikovale po finosti uporabljenih niti, vezavi in gostoti niti (in posledično poroznosti) ter barvi. Rezultati vpliva konstrukcije tkanin na prepustnost UV sevanja so pokazali, da imajo vezava, finost niti in relativna ter absolutna gostota tkanin vpliv na prepustnost UV sevanja, prav tako pa tudi na poroznost tkanin, ki je premo sorazmerna prepustnosti UV sevanja. Večja volumska poroznost pomeni slabšo UV zaščito tkanin. Rezultati vpliva barve na UV prepustnost tkanin so pokazali, da ima barva tkanine oz. vsebnost barvila bistven vpliv na UV zaščito. Analiza prepustnosti UV sevanja tkanin je pokazala, da nudijo ustrezno zaščito pred UV sevanjem (kjer je povprečna vrednost UV prepustnosti nižja od 5 %) tkanine, obarvane z naravnimi barvili iz rdeče pese in orehovih listov, ne glede na finost in nivo relativne gostote, vendar samo v keper in atlas vezavi. Pri tem so izvzete tkanine, izdelane iz niti 14 in 36 tex, v keper vezavi na 1. nivoju relativne gostote. Surove oz. neobdelane tkanine, brez nanosa barvil v bež odtenku, ne dajejo zaščite pred UV sevanjem z izjemo dveh vzorcev, ki so izdelani iz finosti niti 25 tex, v vezavi atlas na 3. nivoju relativne gostote.
Keywords: UV sevanje, konstrukcija tkanin, poroznost, barva
Published in DKUM: 27.09.2018; Views: 1605; Downloads: 174
Full text (2,75 MB) |
8. Nanoporozni polimeri iz prepletenih polimernih mrežPetra Utroša, 2017, master's thesis Abstract: Prepletene polimerne mreže (ang. »interpenetrating polymer networks«, IPN) predstavljajo posebno vrsto vsestransko uporabnih večkomponentnih polimernih sistemov. Gre za preplet dveh polimernih mrež, ki med seboj nista kovalentno povezani. Tak material vsebuje mikro domene obeh polimernih komponent in tako deloma ohrani lastnosti obeh polimerov.
Sinteza IPN običajno poteka v dveh zaporednih reakcijah, z ustreznim izborom monomerov pa je možna tudi sinteza v enem koraku. Pri tem je potrebno zagotoviti, da polimerizaciji posameznih monomerov potekata po ortogonalnih mehanizmih in se med seboj ne motita. Preverili smo, ali to velja za prosto radikalsko polimerizacijo stirena in polimerizacijo z odpiranjem obroča ε-kaprolaktona. Preučili smo kinetiko izbranih polimerizacij in določili pogoje, pri katerih oba izbrana monomera polimerizirata z enako hitrostjo, saj pričakujemo, da se s sočasno polimerizacijo verige temeljiteje prepletajo in s tem velikosti domen posameznih komponent manjšata.
Nadalje smo IPN uporabili kot prekurzorje za pripravo poroznih polistirenskih ogrodij. Domene poli(ε-kaprolaktona) (PCL) smo selektivno odstranili s hidrolitsko razgradnjo, kar je vodilo do nastanka por v polistirenskem ogrodju. Preučili smo, kako na poroznost polistirenskega skeleta vplivajo način priprave, zamreženost, sočasnost obeh vrst polimerizacij in molska masa PCL. Porozno morfologijo skeleta smo preučevali z elektronsko vrstično mikroskopijo (SEM), iz adsorpcijskih izoterm pa smo določili specifične površine skeletov po Brunauer-Emmett-Teller metodi (BET). S sočasno sintezo IPN smo po nadaljnji obdelavi dobili mezo- in mikroporozne polimere s specifičnimi površinami do 89 m2/g, medtem ko smo po zaporedni pripravi dobili makroporozne polimere z zanemarljivo majhnimi specifičnimi površinami.
Keywords: prepletene polimerne mreže, poli(ε-kaprolakton), polistiren, poroznost
Published in DKUM: 14.09.2017; Views: 2041; Downloads: 193
Full text (4,63 MB) |
9. |
10. VPLIV KEMIJSKE IN MORFOLOŠKE STRUKTURE POROZNIH POLIMETAKRILATOV NA VEZAVO BIOLOŠKIH MAKROMOLEKULSebastjan Huš, 2015, doctoral dissertation Abstract: V okviru doktorske disertacije smo preučevali vpliv različnih parametrov na morfološke lastnosti visoko poroznih metakrilatnih polimerov, pripravljenih s polimerizacijo emulzij z visokim deležem notranje faze. Variirali smo vrsto iniciatorja, delež surfaktanta, delež notranje faze, razmerje med monomeri, hitrost in temperaturo mešanja ter s tem velikost por uspeli kontrolirano optimirati od submikronske pa vse do 90µm. Poleg morfologije smo optimirali tudi mehanske lastnosti, ki so pri visoko poroznih materialih zelo pomembne. Najbolj raziskan in uporabljen sistem za poliHIPE materiale je na osnovi stirena, zamrežen z divinilbenzenom in glede na to, da ima poli(metil metakrilat) že v osnovi boljše mehanske lastnosti kot polistiren, smo podobno izboljšanje pričakovali tudi pri samih poliHIPE materialih. V kombinaciji z uporabo namiznega mešala in daljšega časa mešanja, smo pripravili porozen material s hierarhično porazdelitvijo por, kateri ima pri 75 % poroznosti upogibni modul elastičnosti 211 MPa, kar je najvišji E-modul za poliHIPE materiale s primerljivo poroznostjo.
V drugem delu smo pripravili porozne polIHIPE materiale na osnovi glicidil metakrilata, zamrežene z etilenglikol dimetakrilatom. Glicidil metakrilat je zanimiv, ker vsebuje za nukleofile reaktivno epoksi skupino, ki je primerna za neposredno funkcionalizacijo. Z variiranjem vrste iniciatorja, deleža surfaktanta, deleža notranje faze, razmerja med monomeroma ter hitrosti in temperature mešanja smo uspešno optimirali morfologijo, ki je bila primerna za nadaljnjo funkcionalizacijo. Žilavost materiala, ki je zelo pomembna v pretočnih sistemih, pa smo zopet uspeli izboljšati z dodatkom metil metakrilata.
Pripravili smo tudi nosilce na osnovi glicidil metakrilatnih poliHIPE materialov, na katere smo z nukleofilno adicijo, preko aminskih skupin uspešno imobilizirali encim glukoza oksidaza in nosilec uporabili za modelno reakcijo oksidacije glukoze v glukonsko kislino. Aktivnost pripravljenega nosilca z vezanim encimom smo določali na FIA sistemu in kot rezultat dobili graf površine v odvisnosti od časa v obliki linearne premic, s čimer smo dokazali uspešnost imobilizacije.
V zadnjem delu smo pripravljene poliHIPE materiale funkcionalizirali z različnimi tioli in funkcionalne polimere uporabili za vezavo težkih kovin srebra, svinca in kadmija iz vode. Prav tako smo vezavo težkih kovin izvedli z realnim vzorcem kontaminirane vode. Z materialom, funkcionaliziranim s pentaeritrol tetrakis (3-merkaptopropionatom), smo uspeli odstraniti 89,6 % Ag+ ionov ter 48,2 % Pb2+ ionov. Z materialom, funkcionaliziranim z 1,9-nonanditiolom pa smo uspeli odstraniti 82,3 % Ag+ ionov in 8 % Pb2+ ionov. Cd2+ ione smo na površino funkcionalnih poliHIPE materialov uspeli le adsorbirati, vendar so se ti s časom iz materiala sprali. Podobno smo pri vezavi nizkih koncentracij kovinskih ionov iz realnega vzorca, z materialom, funkcionaliziranem s pentaeritrol tetrakis (3-merkaptopropionatom), uspeli odstraniti veliko večino srebrovih ionov, z materialom, funkcionaliziranem z 1,9-nonanditiolom pa večino srebrovih in kadmijevih ionov. Rezultati dokazujejo, da so funkcionalni nosilci primerni predvsem za selektivno odstranjevanje srebrovih ionov iz kontaminirane vode.
Keywords: polimeri, poroznost, poliHIPE, glicidil metakrilat, metil metakrilat, mehanske lastnosti, funkcionalizacija
Published in DKUM: 14.07.2015; Views: 2116; Downloads: 437
Full text (51,24 MB) |
