Poliakrilati kot funkcionalni porozni materiali: vpliv raft polimerizacije na morfologijo in mehanske lastnostiKovačič, Ana Katarina (Avtor) Koler, Amadeja (Mentor) Krajnc, Peter (Komentor) poliHIPE materialiprosta radikalska polimerizacijaRAFT polimerizacijaRAFT zamreženjeporozni polimerimehanske lastnostiV tem magistrskem delu smo sintetizirali 80 % porozne poli(etil akrilat-ko-trimetilolpropan triakrilat) (poli(EA-ko-TMPTA)) poliHIPE materiale z uporabo proste radikalske polimerizacije in reverzibilne adicijsko-fragmentacijske polimerizacije s prenosom verige (RAFT polimerizacije). Preučili smo vpliv vrste polimerizacije, deleža zamreževala (5, 10, 20 in 30 mol % TMPTA) ter množinskega razmerja iniciator (AIBN)/RAFT reagent (0,85; 1; 1,2 in 2,2) na morfologijo, specifično površino, mehanske lastnosti in kemijsko strukturo sintetiziranih poliHIPE materialov. Morfologijo vzorcev smo analizirali z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM). Rezultati so pokazali, da imajo vsi sintetizirani materiali značilno odprtocelično poliHIPE strukturo z medsebojno povezanimi porami, kar potrjuje uspešno sintezo poliHIPE materialov ne glede na izbran tip polimerizacije. Vendar pa so materiali, sintetizirani z RAFT polimerizacijo, izkazovali bolj homogeno morfologijo por in izrazitejšo odprtost por v primerjavi s poliHIPE materiali, pripravljenimi s prosto radikalsko polimerizacijo. Pri vzorcih pripravljenih s prosto radikalsko polimerizacijo se je z naraščanjem deleža zamreževala velikost por zmanjševala, medtem ko pri RAFT vzorcih tega nismo opazili. Ugotovili smo tudi, da tako delež zamreževala kot množinsko razmerje AIBN/RAFT reagent pomembno vplivata na velikost por, njihovo homogenost in razvoj povezovalnih por. Specifično površino materialov smo določili z merjenjem adsorpcije/desorpcije dušika po BET metodi. Vzorci, pripravljeni s prosto radikalsko polimerizacijo, so imeli BET specifične površine med 0,18 in 5,07 m²/g, medtem ko so materiali, sintetizirani z RAFT polimerizacijo, dosegli vrednosti do 11,35 m²/g. Povečanje specifične površine tekom RAFT polimerizacije je posledica formiranja večjega števila mezopor (velikosti med 2 in 5 nm). Največje specifične površine so bile dosežene pri vzorcih z 10 in 20 mol % zamreževala in pri množinskem razmerju AIBN/RAFT = 1. Preskusi tlačne trdnosti so pokazali, da RAFT polimerizacija bistveno izboljša mehanske lastnosti poliHIPE materialov. RAFT vzorci so dosegli tudi do štirikrat višje vrednosti maksimalne tlačne napetosti (do 3 MPa) in do petkrat višje vrednosti modula elastičnosti (do 27 MPa) kot primerljivi vzorci, pripravljeni s prosto radikalsko polimerizacijo. Izboljšane tlačne lastnosti pripisujemo nastanku bolj enakomerne in bolje nadzorovane tridimenzionalne polimerne mreže z bolj homogeno porazdelitvijo mest zamreženja, kar se kaže tudi v bolj homogeni porozni strukturi. FTIR analiza pa je potrdila uspešno polimerizacijo in nastanek poli(EA-ko-TMPTA) materialov. Na splošno se je RAFT polimerizacija izkazala kot učinkovit pristop za prilagajanje porozne arhitekture poli(EA-ko-TMPTA) poliHIPE materialov, saj omogoča sočasno izboljšanje morfologije, BET specifične površine in mehanskih lastnosti pri tlačni obremenitvi. Ti rezultati poudarjajo potencial RAFT pripravljenih poliHIPE materialov za uporabo v naprednih funkcionalnih poroznih materialih.20262026-09-02 09:27:05Magistrsko delo/naloga100014sl