| Περίληψη |
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη των θερμικών ιδιοτήτων σε νανοσύνθετα υλικά που αποτελούνται από πολυμερές και ανόργανα νανοσωματίδια. Πιο συγκεκριμένα, η έρευνα αυτή πραγματοποιήθηκε σε συστήματα αποτελούμενα από το υδρόφιλο πολυμερές πολυαιθυλενοξείδιο, PEO, μοριακού βάρους M=100,000g/mol και νανοσωματίδια πυριτίας, SiO2, τριών διαφορετικών μεγεθών, τα NP67 (SNOWTEX ZL, R=67nm) , τα NP18.5 (LUDOX AS40, R=18.5nm) και τα NP7 (LUDOX LS, R=7nm), με σκοπό να κατανοηθεί η επίδραση της παρουσίας των ανόργανων επιφανειών στις κρίσιμες θερμοκρασίες που εμφανίζεται η τήξη, η κρυστάλλωση, η υαλώδης μετάβαση αλλά και στην θερμική σταθερότητα του πολυμερούς. Αναπτύχθηκαν νανοσύνθετα υλικά σε μια ευρεία κλίμακα συστάσεων και διερευνήθηκε η επίδραση της σύστασης στην θερμοκρασία τήξης (Tm), στην θερμοκρασία κρυστάλλωσης (Tc), στην θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης (Tg), και στην θερμοκρασία αποσύνθεσης (Td) του πολυμερούς. Σημειώνεται, ότι τα σωματίδια επιλέχθηκαν έτσι ώστε να έχουν μέγεθος μικρότερο, συγκρίσιμο και μεγαλύτερο από το μέγεθος του πολυμερούς έτσι ώστε να μελετηθεί πέραν της επίδρασης της σύστασης και η επίδραση του χωρικού περιορισμού που αυτά επιβάλλουν στις αλυσίδες. Για να δημιουργηθούν συστήματα με ακόμη μεγαλύτερο χωρικό περιορισμό μελετήθηκαν και δύο σειρές νανοσύνθετων που αποτελούνται από πολυμερές PEO μοριακού βάρους M=300,000 g/mol και τα ΝP18.5και NP7. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε με την εφαρμογή δύο πειραματικών τεχνικών, της Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης (DSC) και της Θερμοσταθμικής Ανάλυσης (TGA). Μέσω της πρώτη μεθόδου βρέθηκε ότι και ο αριθμός αλλά και οι θερμοκρασίες που εμφανίζονται οι θερμικές μεταβάσεις εξαρτάται και από την σύσταση αλλά και από το μέγεθος των σωματιδίων. Σε υψηλές συστάσεις σε πολυμερές και η συνολική κρυσταλλικότητα και οι κρίσιμες θερμοκρασίες παρέμεναν σχετικά σταθερά ενώ αύξηση του ποσοστού των νανοσωματιδίων οδηγούσε σε εμφάνιση επιπλέον μεταβάσεων και μείωση της συνολικής κρυσταλλικότητας και των θερμοκρασιών τήξης και κρυστάλλωσης. Η θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης, στις περιπτώσεις που ήταν δυνατόν να αναγνωριστεί, φάνηκε να μειώνεται ελαφρώς με την αύξηση του χωρικού περιορισμού. Τέλος, η τεχνική της θερμοσταθμικής ανάλυσης TGA, έδειξε ότι η θερμοκρασία αποσύνθεσης των συστημάτων παραμένει σχετικά σταθερή και άρα ότι η παρουσία των ανόργανων νανοσωματιδίων δεν επηρεάζει την θερμική σταθερότητα του πολυμερούς.
|
Κρυστάλλωση πολυμερούς παρουσία ανόργανων νανοσωματιδίων
