Morfologija i mehanička svojstva PAK/TiO2 nanokompozita

master's thesis

• Title (english): Morphology and mechanical properties of PAK/TiO2 nanocomposites
• Author: Antonija Višević
• Mentor: Sanja Lučić Blagojević (mentor)
• Committee member: Sanja Lučić Blagojević (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Zrinka Buhin Šturlić (član povjerenstva)
• Committee member: Vesna Ocelić Bulatović (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2017-09-28, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Chemical Engineering; Chemical Engineering in Material Development

Abstract

Nanotehnologija je područje koje u posljednja dva desetljeća privlači pažnju velikog broja ljudi zbog raznolike primjene nanomaterijala. Korištenje nanopunila za poboljšanje svojstava polimera dovelo je do razvoja polimernih nanokompozita koji imaju jedinstvena mehanička, optička, električna, magnetska i kemijska svojstva. U ovom radu emulzijskom polimerizacijom sintetizirana je čista poliakrilatna emulzija te su poliakrilat/TiO2 emulzije pripravljene postupcima in situ emulzijske polimerizacije i ex situ načinom priprave. Za pripremu PAK/TiO2 emulzija korištene su dvije vrste disperzije TiO2 (CCR 200 Mn i CCR 150). Iz dobivenih emulzija pripravljeni su filmovi koji su se izlagali UV zračenju u QUV uređaju. Navedenim filmovima prije i nakon UV zračenja optičkim mikroskopom istražena je morfologija, mjerenje boje provedeno je spektralnim fotometrom, a sjaja uređajem za mjerenje sjaja. Mehanička svojstva filmova ispitana su rasteznim ispitivanjem provedenim na mehaničkoj kidalici. Rezultati su pokazali da TiO2 punilo ima utjecaj na morfologiju, promjenu boje i sjaja te mehanička svojstva PAK/TiO2 filmova. Povećanjem koncentracije TiO2 punila dipergiranost punila u PAK matrici je bolja, morfologija je sitnija, dolazi do porasta vrijednosti boje PAK/TiO2 filmova, smanjenja vrijednosti sjaja te poboljšanja mehaničkih svojstava PAK matrice. UV zračenje nije utjecalo na morfologiju nego samo na promjenu boje i sjaja te na mehanička svojstva filmova. Na morfologiju PAK/TiO2 nanokompozita utječe koncentracija i vrsta TiO2 punila te način priprave nanokompozita, a na mehanička svojstva UV zračenje, način priprave PAK/TiO2 sustava te vrsta TiO2 punila. Mehanička svojstva filmova nakon UV zračenja bilo je moguće izmjeriti samo na PAK/TiO2 filmovima pripravljenima s punilom CCR 200 Mn in situ načinom dok su ostali filmovi kao i čista PAK matrica nakon UV zračenja postali izuzetno krti te nije bilo moguće pripremiti uzorke za rastezno ispitivanje.

Abstract (english)

Nanotechnology is an area that has attracted the attention of a large number of people over the last two decades due to different use of nanomaterials. Using nanofillers to improve polymer properties has led to the development of polymeric nanocomposites with unique mechanical, optical, electrical, magnetic and chemical properties. In this work pure polyacrylate emulsion is synthesized by emulsion polymerization and polyacrylate/TiO2 emulsions were prepared by in situ emulsion polymerization and ex situ preparation. To prepare PAK/TiO2 emulsions two types of TiO2 dispersions were used (CCR 200 Mn and CCR 150). From the emulsions films were prepared and exposed to UV radiation. Before and after UV radiation morphology of the films was investigated with optical microscope, measurement of the colour was carried out with spectral photometer and the gloss with gloss measuring device. Mechanical properties of the films were determined by tensile test on a mechanical testing machine. Results have shown that the TiO2 filler has an influence on morphology, change in colour and gloss and on mechanical properties. By increasing the concentration of TiO2 filler dispersion of the filler in the PAK matrix is better, colour of PAK/TiO2 films increase, gloss is reduced and mechanical properties of PAK matrix are improved. UV radiation has no effect on the morphology but only on colour and gloss and on mechanical properties of films. On the PAK/TiO2 nanocomposite morphology the concentration and type of TiO2 filler and preparation of nanocomposites had influence. UV radiation, preparation of PAK/TiO2 systems and TiO2 filler type had influence on the mechanical properties. After UV radiation mechanical properties of films were measured on PAK/TiO2 films made in situ with CCR 200 Mn filler, while other films and PAK matrix became extremely brittle after UV radiation and it was not possible to prepare samples for tensile test.

• Keywords: in situ emulzijska polimerizacija; poliakrilat; TiO2 punilo; morfologija; boja; sjaj; mehanička svojstva; UV zračenje
• Keywords (english): in situ emulsion polymerization; polyacrylate; TiO2 filler; morphology; colour; gloss; mechanical properties; UV radiation
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:753221
• Study programme: Title: Chemical Engineering - Graduate study; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2020-04-29 12:02:17