1. Vpliv naknadnega zamreženja poli(stiren-ko-divinilbenzena) na površinske lastnosti : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMiha Cafuta, 2024, diplomsko delo Opis: 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.
Ključne besede: polimeri, monomeri, poliHIPE, zamreženje, tiol-en klik, porozen
Objavljeno v DKUM: 07.05.2024; Ogledov: 301; Prenosov: 44
 Celotno besedilo (4,29 MB) |
2. Funkcionalizacija tiolnih skupin v poroznih politiolenih : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeSimona Veljanovska, 2022, diplomsko delo Opis: Namen te diplomske naloge je bil sintetizirati visoko porozne polimerne materiale s tiol-en klik fotopolimerizacijo, pri kateri smo kot vir tiolnih skupin uporabili pentaeritritol tetrakis (3-merkaptopropionat), kot vir vinilnih skupin pa akrilata trimetilolpropan triakrilat in 1,6-heksandiol diakrilat ter ester diviniladipat. Sintezni postopek je temeljil na fotopolimerizaciji kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze tipa voda v olju, katere rezultat je visoko porozna morfologija materiala. Kot vir vinilnih skupin smo uporabili akrilate in ester zato, ker se med seboj razlikujejo v reaktivnosti. Ker so estri bolj reaktivni kot akrilati smo pričakovali, da v tovrstnih materialih na račun pogostejše abstrakcije vodikovega atoma iz druge molekule tiola od strani estra v propagaciji, v materialu ne bo ostalo skupin, ki jih lahko v nadaljevanju izkoristimo za različne aplikacije. Ostanejo pa v primeru akrilatov, ki pa imajo večjo težnjo po homopolimerizaciji. Mi smo sintetizirane polimere uporabili kot nosilce za bakrovo in kobaltovo sol in za oksidativno reakcijo s katero smo tiolne skupine pretvarjali v disulfidne skupine.
Sintetizirani in funkcionalizirani material smo ustrezno okarakterizirali s FTIR in Ramansko spektroskopijo, elementno analizo, vrstičnim elektronskim mikroskopom, porozimetrom in Ellmanovim testom.
Sinteza polimernih materialov je bila uspešna. Kot rezultat fotopolimerizacije smo dobili elastične monolitne materiale s tipično poliHIPE morfologijo v primeru uporabljenih akrilatov in bikontinuirno morfologijo v primeru estra. Polimera z akriltanim monomerom sta vsebovala večji delež prostih tiolnih skupin kakor material z estrskim monomerom. Reakcija z jodom v acetonitrilu, ki pretvarja tiolne skupine v disulfidne, je bila z Ramansko spektroskopijo uspešno potrjena le za akrilatna monomera.
Ključne besede: poliHIPE, emulzija z visokim deležem notranje faze, tiol-en klik reakcija, fotopolimerizacija, oksidativna reakcija
Objavljeno v DKUM: 22.09.2022; Ogledov: 555; Prenosov: 55
Celotno besedilo (1,33 MB) |
3. Uporaba tiol-en klik reakcije za polimerizacijo terpenov s tioli : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeVesna Kocijan, 2022, diplomsko delo Opis: Cilj diplomskega dela je bil pripraviti polimerne materiale s tiol-en polimerizacijo iz terpenov in večfunkcionalnih tiolov. Pri tem smo uporabili monomere (terpene) iz obnovljivih virov in ne monomerov, pridobljenih iz nafte. Kot zamreževala smo uporabili biorazgradljive tiole, ki za okolje ne predstavljajo nevarnosti glede onesnaženja. Sintetizirali smo polimere iz večfunkcionalnih tiolov trimetilolpropan tris (3-merkaptopropioata) (tri tiola) in heksan-1,6-ditiola (ditiola) in terpenov (mircen in limonen) ob prisotnosti etilen glikol dimetakrilata (EGDMA). Molska razmerja monomerov smo izbrali na način, da smo imeli pri začetnih vzorcih molsko razmerje dvojnih vezi v primerjavi s tiolnimi skupinami 1:1, pri kasnejših vzorcih pa smo višali delež dvojnih vezi v primerjavi s tiolnimi skupinami. Uspešnost polimerizacije smo potrdili z gravimetrijo suhih vzorcev po polimerizaciji in čiščenju, FT-IR spektroskopijo in elementno analizo. Po opravljenih analizah smo ugotovili, da je mircen bolj reaktiven od limonena ter da je tri tiol kljub večji sterični oviranosti bolj primeren za polimerizacijo s terpenoma kot ditiol. Glede na rezultate elementne analize žvepla in glede na rezultate o izgubi mase po čiščenju polimerov smo uspešno sintetizirali tiol-en polimere na osnovi mircen:tri tiol:EGDMA s polimerzacijo v masi. Iz te monomerne mešanice pa nam je uspelo pripraviti tudi visoko porozen poliHIPE material s tipično poliHIPE morfologijo, ki smo jo potrdili z vrstično elektronsko mikroskopijo.
Ključne besede: Terpeni, tioli, poliHIPE, polimerizacija v masi, tiol-en klik polimerizacija
Objavljeno v DKUM: 19.09.2022; Ogledov: 638; Prenosov: 79
Celotno besedilo (2,96 MB) |
4. Fazna inverzija v emulzijskih sistemih z monomeri tiolov in alkenov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeJan Marko, 2019, diplomsko delo Opis: 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.
Ključne besede: polimer, poliHIPE, poroznost, tiol-en klik polimerizacija, fazna inverzija
Objavljeno v DKUM: 10.10.2019; Ogledov: 1293; Prenosov: 87
Celotno besedilo (2,98 MB) |
5. Vpliv akrilatov na strukturo kopolimernih mrež akrilat/tiolAnja Raner, 2017, diplomsko delo Opis: V okviru diplomske naloge smo preučevali vpliv akrilatov, kot so 1,6-heksandiol diakrilat, divinil adipat, etilen glikol dimetakrilat, trimetilol propan triakrilat, na tvorbo poroznih kopolimernih materialov po principu tiol-en klik polimerizacije, z uporabo emulzij z visokim deležem notranje faze. Zanimalo nas je, kako se spreminjata struktura mrež in poroznost monolitov, glede na uporabo posameznega akrilata, ter kakšna je stabilnost emulzij.
Pripravili smo HIP emulzije, pri katerih smo kot monomera s tiolnimi skupinami uporabili pentaeritritol tetrakis(3-merkatopropionat) oz. trimetilol propan tris(3-merkatopropionat) in kot akrilatne monomere z vinilnimi skupinami 1,6-heksandiol diakrilat, divinil adipat, etilen glikol dimetakrilat, trimetilol propan triakrilat. Pri pripravi emulzije z visokim deležem notranje faze smo variirali z uporabo različnih akrilatnih monomerov ter deleža vodne faze. Surfaktant (Pluronic L121) in iniciator (Irgacure 819) sta bila v primeru vseh emulzij enaka, enaki so bili tudi pogoji fotopolimerizacije ter hitrost mešanja emulzije. Rezultat so bile stabilne emulzije, ki po fotopolimerizaciji vse niso tvorile tipične poliHIPE strukture. Z vrstično elektronsko mikroskopijo smo preučili morfologijo vzorcev in v nekaterih primerih opazili pojav fazne inverzije. Materiale smo analizirali tudi z uporabo FTIR spektroskopije in elementne analize ter s pomočjo teh dveh metod preučili kemijsko sestavo monolitov, saj nas je zanimala vsebnost žvepla v vzorcu. Analiza nam je pokazala, da med teoretičnimi vrednostmi in vrednostmi pridobljenih z analizo, ne pride do bistvenih odstopanj. Opravili smo tudi analizo poroznosti po principu adsorpcije/desorpcije plina po BET metodi. S pomočjo masne bilance smo izračunali tudi izkoristek polimerizacije. Zanimalo nas je, zakaj je prišlo do fazne inverzije ter zakaj, kljub stabilnim emulzijam in uspešni polimerizaciji, nismo dobili tipičnih poliHIPE struktur.
Ključne besede: polimer, emulzija z visokim deležem notranje faze, tiol-en klik polimerizacija, poliHIPE, fazna inverzija
Objavljeno v DKUM: 14.09.2017; Ogledov: 1463; Prenosov: 236
Celotno besedilo (7,12 MB) |
6. POROZNI POLIMERI IZ ALIFATSKIH URETANSKIH DIAKRILATOVDavor Bezget, 2014, diplomsko delo Opis: Na osnovi monomera alifatski uretanski diakrilat (AUD) smo želeli z uporabo emulzij sintetizirati porozne poliHIPE materiale. Zaradi različne uporabe poliHIPE materialov je pomembno, da poskušamo sintetizirati le te z različnimi monomeri. Posledično dobimo različne kemijske in fizikalne lastnosti. Ker so določeni poliHIPE materiali trdi in krhki, smo želeli sintetizirati bolj prožen material. V kombinaciji z alifatskim uretanskim diakrilatom smo uporabljali tudi stiren, divinil benzen, divinil adipat in tetratiol (pentaeritritol tetrakis(3-merkaptopropionat)). Sintezo smo izvajali v steklenem reaktorju. K organski fazi, ki so jo sestavljali monomeri, surfaktant, topilo in iniciator smo po kapljicah dodajali vodno fazo, ki jo je predstavljala deionizirana voda z raztopljenim kalcijevim kloridom. S pomočjo propelerskega mešala smo pri 300 obr/min po 60 min dobili emulzijo. Za polimerizacijo te emulzije smo uporabljali dva različna postopka; termično polimerizacijo in fotopolimerizacijo. Polimere smo čistili z etanolom in destilirano vodo. Monolite, ki smo jih dobili s termično polimerizacijo, smo čistili v Soxletovem aparatu. Vzorce smo sušili v digestoriju, nekatere tudi v vakuumskem sušilniku. S spreminjanjem sestave organske faze smo želeli dobiti porozen poliHIPE monolit. Stabilnost emulzije in polimerizacija je bila v večina primerih uspešna. Problem pa je nastal, ker so se monoliti v času sušenja zelo krčili. Kemijsko sestavo vzorcev smo spremljali s FTIR spektroskopijo. Za nas najpomembnejši signali so bili za vezi N-H, C-O, C=O. Ti signali nam dokazujejo vsebnost alifatskega uretanskega diakrilata v vzorcu. Strukturo vzorcev smo analizirali s SEM mikroskopijo. Te posnetke smo naredili s posušenimi vzorci in z vzorci, ki se še niso sušili. Polimerizacija stabilnih emulzij je uspela, vendar so SEM posnetki pokazali, da večina vzorcev nima tipične poliHIPE morfologije. Vzorec, ki je imel samo 5% vsebnost alifatskega uretanskega diakrilata je pokazal lepo poliHIPE strukturo. Prvi cilj, uspešna polimerizacija z alifatskim uretanskim diakrilatom, je bil dosežen. Drugi cilj je pa bil sintetizirati poliHIPE material, to pa nam je uspelo samo v primeru z malo vsebnostjo alifatskega uretanskega diakrilata.
Ključne besede: porozni polimeri, emulzije z visokim deležem notranje faze, poliHIPE materiali, emulzijska polimerizacija, klik reakcije, tiol-en polimerizacija
Objavljeno v DKUM: 03.06.2014; Ogledov: 3352; Prenosov: 339
Celotno besedilo (3,98 MB) |
