Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν φυσικά πηκτώματα κατά συστάδων συμπολυμερών σε ιοντικό υγρό. Τα συμπολυμερή που μελετήθηκαν ήταν το τρισυσταδικό συμπολυμερές πολυ(αιθυλενοξείδιο)-πολυ(στυρόλιο)-πολυ(αιθυλενοξείδιο) (PEO-PS-PEO) και το αστεροειδές συμπολυμερές πολυ(στυρόλιο)-πολυ(αιθυλενοξείδιο) (PS10PEO10) στο ιοντικό υγρό εξαφθοροφωσφορούχο 1-βουτυλο-3-μεθυλιμιδαζόλιο [BMIM][PF6], το οποίο είναι "καλός" διαλύτης για το PEO και "κακός" διαλύτης για το PS.
Αρχικά πραγματοποιήθηκε μοριακός χαρακτηρισμός των συμπολυμερών PEO-PS-PEO και PS10PEO10 μέσω των τεχνικών χρωματογραφίας αποκλεισμού μεγεθών (SEC) και της φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (1H-NMR). Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε η μελέτη των συμπολυμερών σε αραιά διαλύματα μέσω των τεχνικών της δυναμικής σκέδασης φωτός (DLS) και της ιξωδομετρίας. Παρατηρήθηκε πως τα συμπολυμερή PEO-PS-PEO και PS10PEO10 δημιουργούν πολυμοριακά και μονομοριακά "μαλακά" νανοσωματίδια μικκυλιακού τύπου, αντίστοιχα. Από τη DLS προσδιορίστηκε η υδροδυναμική ακτίνα, Rh, των σωματιδίων. Μέσω της τεχνικής της ιξωδομετρίας AMVn υπολογίστηκε η κρίσιμη συγκέντρωση επικάλυψης, c*, στην οποία τα σωματίδια αρχίζουν να εφάπτονται μεταξύ τους.
Σε υψηλές συγκεντρώσεις των πολυμερών παρατηρείται η δημιουργία φυσικών πηκτωμάτων λόγω της πλήρωσης του όγκου του διαλύματος από τα σωματίδια. Μέσω ρεολογικών μελετών προσδιορίστηκε η κρίσιμη συγκέντρωση σχηματισμού πηκτώματος, cgel. Παρατηρήθηκε μεγάλη εξάρτηση του σχετικού ιξώδους από τη συγκέντρωση του συμπολυμερούς καθώς και η αύξηση της ισχύος (μέτρου αποθήκευσης) και του χρόνου χαλάρωσης των φυσικών πηκτωμάτων με την αύξηση της συγκέντρωσης.
Τέλος, πραγματοποιήθηκε σύγκριση μεταξύ των συστημάτων PEO-PS-PEO/[BMIM][PF6] και PS10PEO10/[BMIM][PF6]. Διαπιστώθηκε πως το PS10PEO10 παρουσιάζει μεγαλύτερη cgel από το PEO-PS-PEO λόγω της μικρότερης πυκνότητας των αλυσίδων στην κορώνα του αστεροειδούς από αυτή του τρισυσταδικού με αποτέλεσμα τα σωματίδια του αστεροειδούς να διεισδύουν πολύ περισσότερο μεταξύ τους για να επιτευχθεί το φαινόμενο του συνωστισμού. / In the present study the properties of physical gels formed by block copolymers in an ionic liquid were studied. The triblock poly(ethylene oxide)-poly(styrene)-poly(ethylene oxide) (PEO-PS-PEO) and the star polystyrene-polyethylene (PS10PEO10) copolymers were studied in 1-butyl-3-methylimadazolium hexafluapophoshate, [BMIM][PF6], which is a good solvent for the PEO blocks and bad solvent for the PS blocks.
Initially, the copolymers were characterized by size exclusion chromatography (SEC) and neutron magnetic resonance (1H-NMR). At a next step the study of the polymers in dilute solutions was followed by dynamic light scattering (DLS) and AMVn viscometry. It was found that PEO-PS-PEO and PS10PEO10 self assemble into multimolecular and monomolecular, micellar type soft nanoparticles, respectively. The size of the particles was calculated by DLS. From the AMVn viscometry, the critical overlap concentration at which the formed nanoparticles start adhering to each other, c*, was calculated.
At high polymer concentrations, the formation of gels was observed which was due to the jamming of the particles in the total volume of the solution. Through rheological studies, the critical gelation concentration, cgel, was determined. Above cgel a dramatic viscosity rise was observed. At the same time, the storage modulus Go and the relaxation time τR of the system increased also with increasing concentration.
Finally, the comparison between the PEO-PS-PEO/[BMIM][PF6] and PS10PEO10/[BMIM][PF6] systems was discussed. It was concluded that the PS10PEO10 copolymer exhibits a higher value of cgel than that of PEO-PS-PEO copolymer due to the lower density of the chains in the corona of the star nanoparticles.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/5921 |
| Date | 29 March 2013 |
| Creators | Γκερμπούρα, Σάνδρα |
| Contributors | Τσιτσιλιάνης, Κωνσταντίνος, Gerboura, Sandra, Βογιατζής, Γεώργιος, Βανακάρας, Αλέξανδρος, Βράδης, Αλέξανδρος, Καλλίτσης, Ιωάννης, Μπόκιας, Γεώργιος, Στάικος, Γεώργιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0025 seconds