Search the digital library catalog

Abstract: 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.
Keywords: poliHIPE material, HIP emulzija, suspenzijska polimerizacija, imobilizacija encima, Lipaza Candida Cylindracea
Published in DKUM: 04.10.2024; Views: 0; Downloads: 18
Full text (5,33 MB)

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: 204; Downloads: 25
Full text (5,50 MB)

Abstract: V diplomskem delu smo z inverzno suspenzijsko polimerizacijo sintetizirali polimerna zrna na osnovi 2-hidroksietil metakrilata (HEMA). Sintezo smo izvedli z dvema zamreževaloma, N,N'-metilbisakril amidom (MBAA) in etilenglikol dimetakrilatom (EGDMA) ter dvema porogenima topiloma, metanol in toluen. Polimerizacijo smo sprožili termično, in sicer z dvema različnima iniciatorjema, α,α'-azoizobutilronitrilom (AIBN) in amonijevim peroksodisulfatom (APS). Pri HEMA zrnih, zamreženih z MBAA ali z EGDMA, smo variirali stopnjo zamreženosti med 20 in 60 mol%. Ugotovili smo, da v primeru uporabe MBAA kot zamreževala, dobimo z nižjo stopnjo zamreženosti zrna z večjim povprečnim premerom (470 m) in z višjo zamreženostjo zrna z manjšim povprečnim premerom (190 m). Nasprotno, smo z EGDMA dobili večja zrna z višjo stopnjo zamreženosti. Vrsta in delež uporabljenega zamreževala sta vplivala poleg velikosti nastalih zrn, tudi na obliko. Zrna pripravljena z 20 mol% EGDMA so bila bolj sferičnih oblik kot zrna pripravljena z 20 mol% MBAA. Tudi čas izvedbe reakcije lahko vpliva na obliko nastalih zrn. V našem primeru smo proučevali vpliv časa reakcije na sintezo poli(HEMA-ko-EGDMA) zrn, ki smo jo izvajali 4 oz. 8 ur. Ko smo uporabili 20 mol% EGDMA in reakcijo izvajali 4 h nismo dobili produkta. S podaljšanjem časa reakcije na 8 h, pa smo dobili kot končni produkt majhna zrna, ki so imela sferično obliko in le-tu in tam so bila zlepljena v manjše skupke. Z dodajanjem porogenega topila smo želeli vplivati predvsem na poroznost zrn ter povprečno BET površino, ki je variirala za naše vzorce brez dodatka porogena med 0,01 in 3,1 m2/g, z dodatkom porogena pa med 0,1 in 2,7 m2/g. Nabrekanje zrn smo določili v vodi, toluenu in etanolu ter ugotovili, da polimerna zrna zamrežena z 20 mol% MBAA nabrekajo v vseh testiranih topilih približno enako (stopnja nabrekanja za vodo 1,81, za toluen 2,19 in za etanol 2,06 mL/g), zrna zamrežena z 20 mol% EGDMA pa nabrekajo najbolj v etanolu in najmanj v toluenu. To je lahko posledica razlik v polarnosti topil.
Keywords: suspenzijska polimerizacija, polimerna zrna, porogena topila, porozni polimeri, nabrekanje, 2-hidroksietil metakrilat
Published in DKUM: 22.10.2015; Views: 2207; Downloads: 145
Full text (2,00 MB)

Abstract: V diplomskem delu je predstavljen vpliv raznih parametrov na poroznost, velikost in velikostno porazdelitev poli(stiren-divinilbenzen) zrn. Uporabili smo monomere stiren, divinilbenzen in 2-etilheksilakrilat. Za primerjavo smo pripravili še zrna iz monomerov etilenglikol dimetakrilata in glicidil metakrilata. Divinilbenzen in etilenglikol dimetakrilat sta služila kot zamreževalo, 2-etilheksilakrilat pa kot monomerni plastifikator. Z namenom študije polimernih zrn smo spreminjali porogeno topilo in njegovo količino, količino zamreževala, hitrost mešanja in obliko reaktorja. Pripravljena zrna smo okarakterizirali z optičnim mikroskopom pri 40-kratni povečavi in z adsorbcijsko/desorpcijsko porozometrijo z BET metodo izmerili specifično površino nastalih polimernih zrn. Kot porogen smo uporabili dobra in slaba topila ter linearni polimer. Dobra topila so bila toluen, tetrahidrofuran in klorobenzen, slaba topila n-heptan in izopropanol ter kot polimerni porogen polistiren raztopljen v toluenu ali klorobenzenu. Največjo specifično površino smo zasledili pri uporabi n-heptana. Do iste ugotovitve smo prišli pri uporabi n-heptana pri zrnih iz monomerov etilenglikol dimetakrilata in glicidil metakrilata. Ta zrna v primerjavi s poli(stiren-divinilbenzen) zrni niso bila pravilne okrogle oblike. S povečevanjem volumskega deleža porogena se je povečevala tudi poroznost, vendar se je pri vzorcih z več kot 50 % deležem začela zmanjševati, kar je posledica sesedanja por. Da bi preprečili sesedanje por, smo dodali plastifikator 2-etilheksilakrilat za povečanje mehanske trdnosti. Pri vplivu povečevanja deleža zamreževala smo ugotovili povečanje specifične površine, vendar smo s tem izgubljali delež monomera. Prav tako smo proučevali vpliv hitrosti mešanja; ugotovili smo, da se velikost povprečnih premerov zrn s povečevanjem hitrosti mešala zmanjšuje. Opazili smo tudi nekaj odstopanj v območju zelo nizkih in zelo visokih vrtljajev mešala. Pri spremembi oblike reaktorja iz takšnega z zaobljenim dnom na okroglo reaktorsko bučko smo opazili povečanje premera zrn. Naredili smo tudi zrna s kombinacijo spreminjanja zgoraj naštetih parametrov z željo po čim večji poroznosti zrn.
Keywords: polimeri, suspenzijska polimerizacija, polimerni delci, poroznost, stiren, divinilbenzen, velikost zrn
Published in DKUM: 15.01.2014; Views: 3248; Downloads: 257
Full text (7,83 MB)