hrvatski

Priprava nanokompozita in-situ kopolimerizacijom alkil-metakrilata

Svrha ovog rada bila je napraviti daljnji pomak u istraživanju polimernih nanokompozita s ugljikovim nanocijevima (CNT) u odnosu na prethodne diplomske radove unutar iste istraživačke skupine. Radi se o istraživanju drugog kopolimernog sustava te njegovih nanokompozita s višestjenčanim ugljikovim nanocijevima (MWCNT) različitih masenih udjela. Polimerni nanokompoziti pripremljeni su različitim tehnikama, ex situ i in situ, kako bi se rezultati karakterizacije dobivenih nanokompozita mogli usporediti međusobno te s rezultatima dobivenim za čiste kopolimere. Sintetizirani su kopolimeri metil-metakrilata (MMA) s heksil-metakrilatom (HMA) množinskih omjera 90/10, 80/20, 70/30 i 60/40 te s dodecil-metakrilatom (DDMA) množinskih omjera 90/10, 80/20, 70/30, 60/40 i 50/50. Od sintetiziranih kopolimera zatim su ex situ pripravljeni nanokompoziti s MWCNT masenih udjela od 0, 1 te 1 i 5%. Nakon toga su in situ polimerizacijom pripremljeni nanokompoziti kopolimernih sustava MMA / HMA množinskog omjera 70/30 s MWCNT različitih masenih udjela i MMA / DDMA jednakog množinskog omjera 70/30 također s MWCNT različitih masenih udjela. Sastav kopolimera određen je 1H NMR spektroskopijom, a raspodjele molekulnih masa određene su kromatografijom isključenja po veličini (SEC). Raspodjela CNT u nanokompozitima promatrana je pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM), mehanička svojstva, temperature faznih prijelaza i prigušenje zvuka fiksne frekvencije od 1 Hz, odnosno 200 Hz proučavani su dinamičkom mehaničkom analizom (DMA), odnosno Oberstovom metodom. Hidrofobnost materijala određena je metodom kontaktnog kuta. Ustanovljeno je da sastav kopolimera odgovara početnom sastavu smjese monomera te da porastom udjela alkil-metakrilata brojčani, maseni i z-prosjek molekulnih masa raste, a isto tako i stupanj polidisperznosti. CNT se nasumično orijentiraju unutar kopolimerne matrice, raspodjela je nejednolika, ali svakako bolja kod in situ pripremljenih nanokompozita. Pokazalo se da CNT mogu poboljšati mehanička svojstva, ali neznatno. No, za većinu slučaja dolazilo je čak i do blagih pogoršanja mehaničkih svojstava. Promjene temperature faznih prijelaza su zabilježene, ali ne u velikim iznosima. Kopolimeri pokazuju hidrofilnost koja se smanjuje povećanjem udjela alkil-metakrilata, a CNT to ne mijenjaju značajno i s trendom.

polimerni nanokompoziti; metakrilati; ugljikove nanocijevi; in situ polimerizacija; karakterizacija

nije evidentirano