Napredni polimerni materiali na osnovi bio-osnovanega benzoksazina in epoksidaŠvigelj, Nina (Avtor)
Ručigaj, Aleš (Mentor)
benzoksaziniepoksidne smolepametni materialioblikovni spominkopolimeri.Materiali z učinkom oblikovnega spomina iz bio-vhodnih surovin, ki izkazujejo dobre mehanske in termične lastnosti, so vedno bolj aktualna tema raziskav. V magistrski nalogi sem sintetizirala bio-osnovan benzoksazin, ki je ključna komponenta v kombinaciji z epoksidno smolo. Benzoksazinski monomer sem okarakterizirala z infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo (FTIR), magnetno resonančno spektroskopijo (NMR) in diferenčno dinamičo kalorimetrijo (DSC). Z NMR in FTIR metodo sem potrdila nastanek benzoksazinskega obroča. Z namenom izboljšanja termičnih in mehanskih lastnosti benzoksazinskega monomera RS-BOX sem v drugem delu pripravila in zamrežila kopolimere benzoksazinskega monomera z rezorcinol diglicidil etrom v različnih razmerjih. S pomočjo DSC analize sem določila termične lastnosti zamreževanja in okarakterizirala dva prisotna eksotermna vrhova. Prvi eksotermni vrh predstavlja kopolimerizacijo benzoksazinskega monomera in epoksidne smole, drugi vrh pa homopolimerizacijo preostanka epoksida. Entalpija narašča z višjim deležem epoksidne smole v kopolimeru. Z dinamično mehansko analizo sem potrdila temperaturo steklastega prehoda za benzoksazinski monomer, ki je pri 81,7 °C. Kopolimeri RS-BOX : RS EP so izkazovali Tg v območju med 60 °C in 80 °C. Nižji kot je delež benzoksazina v kopolimeru, nižji je Tg. Z večjo vsebnostjo epoksida v kopolimeru je elastični modul narastel. Učinek oblikovnega spomina je bil potrjen s pomočjo upogibnega testa pri razmerjih 33 : 67, 50 : 50 in 67 : 33. Razmerje obnovljene oblike Rr v preliminarnih testih je pokazalo, da se vsi vzorci povrnejo v osnovno stanje, vendar potrebujejo več časa za končno relaksacijo. Rf se giblje med 95 % in 99 %. Večji delež epoksida v kopolimeru predstavlja večjo rigidnost, večji del benzoksazina pa premajhno strukturno trdnost za ohranjanje oblike. Najbolj obetavne rezultate je pokazalo razmerje RS-BOX : RS-EP v molskem razmerju 50 : 50, zaradi najboljše homogenosti vzorca in mehanskih lastnosti v praksi. Ciklične obremenitve razmerja 50 : 50 pri kotu obremenitve 120° so pokazale dobro razmerje zadržane oblike, ki je med 98 % in 99 %. Razmerje obnovljene oblike se skozi vsak cikel podaljšuje, kar nakazuje na rahlo izgubljanje svoje funkcije pametnega materiala. V praksi čisti benzoksazinski monomer in kopolimer RS-BOX : RS-EP še izkazujejo preveliko krhkost, kar je lahko izhodišče za nadaljnje raziskave in izboljšave.20202020-10-28 12:30:01Magistrsko delo/naloga121776VisID: 9883COBISS_ID: 39767299sl