Naslov
Priprava organsko-anorganskih nanokompozita na temelju kopolimera stirena i metilmetakrilata
(Preparation of organic-inorganic nanocomposites based on styrene/methyl methacrylate copolymers)

Autori
Matusinović, Zvonimir

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
27.03

Godina
2008

Stranica
97

Mentor
Rogošić, Marko

Ključne riječi
nanokompozit; slojeviti hidroksid (LDH); raslojeni nanokompozit; interkalirani nanokompozit; in situ polimerizacija; polistiren; poli(metilmetakrilat); poli(stiren-co-metilmetakrilat) tetrakalcijev aluminat hidrat
(nanocomposite; layered double hydroxide (LDH); exfoliated nanocomposite; intercalated nanocomposite; in situ polymerization; polystyrene; polymethylmethacrylate; poly(styrene-co-methyl methacrylate); tetracalcium aluminate hydrate)

Sažetak
U ovom su radu pripravljani organsko-anorganski nanokompoziti, ugrađivanjem i homogenim raspršenjem slojevitog hidroksida (LDH) u polimernim matricama. Korišteni su lako dostupni monomeri stirena (S) i metilmetakrilata (MMA) te slojeviti hidroksid, tetrakalcijaluminat-hidrat, za kojeg se literaturnim pregledom ustanovilo da dosad nikad nije bio korišten sa svrhom dobivanja nanokompozita. LDH je modificiran benzoatnim (B), odnosno undecenoatnim (U) anionima da bi se povećala njegova organofilnost te da bi se povećao međuslojni razmak što bi omogućilo lakšu ugradnju monomera u njegovu slojevitu strukturu. Modificirani LDH je umješavan u monomere, stiren, metilmetakrilat i njihovu smjesu do postizanja naizgled homogene mješavine. Raslojeni nanokompoziti pripravljani su dvostupanjskom in situ polimerizacijom pri 60°C uz azobisizobutironitril (AIBN) kao inicijator radikalske polimerizacije, pri čemu je u pravilu dobiven čvrsti i prozirni kompozitni materijal kao produkt. Pripravljeni nanokompoziti karakterizirani su metodama rendgenske difrakcije (XRD), infracrvene spektroskopije (FTIR), diferencijalne pretražne kalorimetrije (DSC), transmisijske elektronske mikroskopije (TEM), termogravimetrijske analize (TGA) i dinamičke mehaničke analize (DMA). Rendgenska difrakcijska analiza LDH potvrdila je da ugradnja aniona benzojeve kiseline u slojeviti hidroksid povećava međuslojni razmak s 0, 76 nm u izvornom LDH na 1, 6 nm u modificiranom LDH-B korištenom za pripravu raslojenih kompozita. Rezultati FTIR analize potvrdili su ugradnju slojevitog hidroksida u polistirensku (PS) matricu. Daljnju potvrdu ugradnje LDH u PS matricu dala je XRD analiza, nestajanjem vršaka koji potječu od slojevite LDH strukture. Slike dobivene TEM-om su pokazale da se slojeviti hidroksid potpuno raslojio i homogeno raspršio unutar PS matrice uz nastajanje potpuno raslojenog nanokompozita. DSC metodom određena staklišta nanokompozita s 2, 5 i 5, 0% LDH-B povisila su se u odnosu na čisti polistiren, dok je staklište za nanokompozite s udjelom LDH-B 1, 0 i 7, 5% ostalo nepromijenjeno. Rezultati TGA analize pokazali su povećanje toplinske postojanosti PS/LDH nanokompozita sa srednjim udjelom punila (2, 5% i 5%). Svi rezultati upućuju na to da ugradnjom LDH-B u PS nastaju pravi, potpuno raslojeni nanokompoziti. U radu se, po prvi puta uopće, pokušalo ugraditi LDH u kopolimernu matricu. Ugradnja LDH-B u PS/PMMA matricu potvrđena je FTIR-om i XRD-om. Slike dobivene transmisijskom elektronskom mikroskopijom ukazale su na to da je došlo do djelomičnog raslojavanja LDH u uzorcima i da nije postignut efekt potpunog homogenog raspršenja, već struktura karakteristična za interkalirani nanokompozit. Rezultati dobiveni pri pokušaju ugradnje LDH-B u PMMA matricu upućivali su na makroskopsku faznu separaciju. Sa svrhom pronalaženja boljeg organskog modifikatora, u ovom je radu uspješno pripravljeno i LDH punilo modificirano anionima undecenske kiseline, no ugradnja LDH-U punila u PMMA matricu nije se sa sigurnošću mogla potvrditi.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA