Naslov
Priprava i karakterizacija polimernih kompozita s celulozom
(Preparation and characterization of polymer composites with cellulose)

Autori
Mrkalj, Kristijan

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
16.09

Godina
2019

Stranica
83

Mentor
Jukić, Ante ; Faraguna, Fabio

Ključne riječi
nanoceluloza, nanokompoziti, polimetakrilati
(nanocellulose, nanocomposites, polymethacrylates)

Sažetak
Zbog velike kristalne savršenosti, toplinske stabilnosti te poželjnih mehaničkih svojstava, ali i izražene polarnosti, nanoceluloza se postavila kao potencijalno ojačavalo polimetakrilatnih matrica. Svrha ovog rada bila je ispitati utjecaj nanoceluloznog punila (celuloznih nanokristala) na raspodjelu molekulskih masa pripadajućih matrica, njihove toplinske prijelaze (temperature staklastog prijelaza), toplinsku stabilnost, svojstva površine (kontaktni kut) te mehanička svojstva pripremljenih nanokompozita. U radu su ispitani ex situ priređeni kompoziti nanoceluloze, tj. celuloznih nanokristala (1, 2, 5 i 5 mas.% ; 10-20 nm × 300-900 nm s udjelom kristalnosti od 92 %) s poli(metil-metakrilatom) (PMMA) i MMA/dimetilaminoetil-metakrilatnim kopolimerom (90/10 mol.%), gdje aminoskupina dodatno doprinosi polarnosti matrice. Mikrografije skenirajućeg elektronskog mikroskopa poslužile su kako bi se ustanovilo tvori li nanoceluloza aglomerate u polimetakrilatnoj matrici. Pripremljeni kompoziti su karakterizirani kromatografijom isključenja po veličini kako bi se utvrdio utjecaj nanoceluloznog punila na molekulske mase i disperznost polimernih matrica i diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom kako bi se utvrdio pomak staklišta. Termogravimetrijska analiza provedena je kako bi se odredio utjecaj nanoceluloze na toplinsku stabilnost pripremljenih kompozita. Provedeno je mjerenje kontaktnog kuta kako bi se ocijenilo utječe li nanoceluloza na kvašenje površine kompozita vodom. Pretraživanjem lomne površine uzoraka skenirajućom elektronskom mikroskopijom pretpostavljeno je kako je sva nanoceluloza homogeno raspodijeljena kroz uzorke. Prema rezultatima diferencijalne pretražne kalorimetrije mogao se uočiti trend povećanja temperature staklastog prijelaza s povećanim udjelom celuloznih nanokristala kod kompozita s oba tipa matrica. Rezultati kromatografije isključenjem po veličini ukazuju da je prešanje na povišenim temperaturama u određenoj mjeri dovelo do blage degradacije kompozita pripravljenih s PMMA. Kod kompozita pripravljenih s kopolimerom, pronađena su dva signala ; pretpostavlja da signal manjih molekulskih masa pripada neumreženom polimeru, a signal većih molekulskih masa umreženom polimeru koji je nastao u procesu prešanja. Rezultati termogravimetrijske analize potvrđuju visoku toplinsku stabilnost nanoceluloze, međutim, dodatak nanoceluloznog punila nije utjecao na temperaturu početka toplinske razgradnje. Utjecaj njenog masenog udjela u kopolimeru na toplinsku stabilnost pripremljenih kompozita nije jednoznačan ; u slučaju matrice poli(metil-metakrilata) povećanje udjela nanoceluloze pomiče krivulju razgradnje prema nižim temperaturnim vrijednostima, dok je kod matrice kopolimera učinak suprotan ; kompoziti s većim udjelom nanoceluloze imaju termogravimetrijske krivulje pomaknute prema većim vrijednostima. Mjerenje kontaktnog kuta ukazuje na smanjenje kontaktnog kuta s povećanim udjelom celuloznih nanokristala.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo, Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA