Struktura i svojstva kompozita sa slojevitim nanopunilima

undergraduate thesis

• Title (english): Structure and properties of nanocomposites with layered nanofillers
• Author: Tena Jurič
• Mentor: Sanja Lučić Blagojević (mentor)
• Committee member: Sanja Lučić Blagojević (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Zrinka Buhin Šturlić (član povjerenstva)
• Committee member: Domagoj Vrsaljko (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2015-09-11, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Basic Technical Sciences; Materials

Abstract

Cilj ovog rada bio je upoznavanje sa strukturom, pripravom i svojstvima polimer/slojevito punilo nanokompozita te pregled rezultata istraživanja svojstava na koje dodatak slojevitih punila ima znatan učinak. Polimerni nanokompoziti sve više privlače pozornost jer pokazuju dramatično poboljšanje svojstava pri vrlo niskim sadržajima punila, u usporedbi s klasičnim mikrokompozitima.
U ovom radu navedene su najznačajnije skupine slojevitih punila, te su objašnjeni načini njihove modifikacije. U većini slučajeva, organska modifikacija slojevitih silikata nužna je kako bi oni postali mješljivi s polimernim matricama. Ovisno o različitim faktorima, kao što su vrsta polimera, slojevitog silikata, organskog modifikatora, način priprave te uvjeti obrade ovisi hoće li se nanokompozit formirati ili ne, te hoće li nastati interkalirana ili eksfolirana struktura.
Osnovni načini priprave uključuju interkalaciju polimera ili pretpolimera iz otopine, in situ interkalacijsku polimerizaciju i interkalaciju taline.
Općenito, nanokompozitni materijali, osobito oni eksfolirane strukture pokazuju značajna poboljšanja modula i čvrstoće, dok su suprotni rezultati dobiveni za istezanje i žilavost. Značajna dostignuća u svojstvima ovih materijala dodatkom slojevitih nanopunila uključuju poboljšana barijerna svojstva, svojstva toplinske stabilnosti i gorenja, kristalnosti te fotostabilnosti.
Zbog specifičnih svojstava koja se mogu postići dodatkom nanopunila u polimer, polimerni nanokompoziti su u zadnjih dvadesetak godina predmet brojnih istraživanja.

Abstract (english)

The main objective of this study was to learn about the structure and properties of the polymer / layered silicate nanocomposites and the review of the results of research on the properties that the addition of layered silicate has a significant effect. Polymer nanocomposites are increasingly attracting attention because they show dramatically increased performance at very low contents of fillers, compared with conventional microcomposites.
This work summarizes the most important groups of layered fillers, and explains the ways of their modification. In most cases, organic modification of layered silicate is necessary to make them miscible with the polymer matrix. Whether a nanocomposite will form or not, and whether this will be intercalated or exfoliated, depends on a variety of factors, such as the type of polymer, layered silicate, organic modifier, modes of preparation and processing conditions. General methods of preparation include intercalation of a polymer or prepolymer of a solution, in situ intercalation polymerization and melt intercalation.
Generally, nanocomposite materials, particularly those with exfoliated structures show significant improvements of modulus and strength, whereas contradictory results are reported concerning their elongation and toughness. Significant achievements in the properties of these materials by the addition of layered filler include improved barrier properties, thermal properties and flame retardancy, as well as crystallinity and photostability.

• Keywords: polimerni nanokompoziti; slojevito punilo; polimerna matrica; mikrokompozit; organska modifikacija; interkalirana struktura; eksfolirana struktura; barijerna svojstva; toplinska stabilnost; svojstva gorivosti; kristalnost; fotostabilnost
• Keywords (english): polymer nanocomposites; layered filler; polymer matrix; microcomposites; organic modification; intercalated structure; exfoliated structure; barrier properties; thermal stability; flame retardancy; crystallinity; photostability
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:587402
• Study programme: Title: Chemical Engineering - Undergraduate study; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Public note: U repozitoriju je napisan službeni naslov rada, dok je u PDF datoteci naslov rada pogrešno napisan.
• Created on: 2016-11-22 10:06:16