Χαρακτηρισμός του polytrifluoropropylmethylsiloxane με τη μέθοδο της ανάστροφης αέριας χρωματογραφίας (ΙGC)
Creators: name: Μπαντή, Αγγελική Χαρίλαου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: ανάστροφη αέρια χρωματογραφία
φθοριωμένο πολυμερές
σιλικονούχα πολυμερή
inverse gas chromatography
fluoropolymer
fluorosiloxane polymer

description: Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας πραγματοποιήθηκε ο χαρακτηρισμός ενός φθοριωμένου σιλικονούχου συμπολυμερούς με τη μέθοδο της ανάστροφης αέριας χρωματογραφίας, IGC, σε άπειρη αραίωση. Τα φθοριωμένα σιλικονούχα συμπολυμερή είναι μια κατηγορία πολυμερών με ιδιαίτερο τεχνολογικό ενδιαφέρον λόγω των φυσικοχημικών ιδιοτήτων τους που εμφανίζουν. Το πολυμερές που μελετήθηκε στην παρούσα διπλωματική εργασία ήταν το Poly(3,3,3-trifluoropropylmethylsiloxane), PTFPMS της εταιρείας ΑΒCR. Αρχικά, έγινε ο επιφανειακός και θερμοδυναμικός χαρακτηρισμός του PTFPMS με τη μέθοδο της ανάστροφης αέριας χρωματογραφίας, IGC, σε άπειρη αραίωση σε θερμοκρασιακό εύρος 80-120 οC. Xρησιμοποιήθηκαν 14 μόρια-ανιχνευτές για τον χαρακτηρισμό του πολυμερούς και η επιλογή αυτών των μορίων-ανιχνευτών έγινε με κριτήριο τη δυνατότητα αλληλεπίδρασής τους με το πολυμερές με τρεις διαφορετικούς τύπους δυνάμεων. Η επιφανειακή παράμετρος που υπολογίστηκε είναι η επιφανειακή ενέργεια λόγω δυνάμεων διασποράς στο θερμοκρασιακό εύρος 80-120 οC. Στο ίδιο θερμοκρασιακό εύρος πραγματοποιήθηκε και ο θερμοδυναμικός χαρακτηρισμός. Οι θερμοδυναμικές παράμετροι που υπολογίστηκαν είναι οι παράμετροι ρόφησης, οι παράμετροι ανάμιξης σε άπειρη αραίωση, οι παράμετροι αλληλεπίδρασης Flory-Huggins και οι κατά βάρος συντελεστές ενεργότητας των 14 μορίων-ανιχνευτών. Ακόμη, υπολογίστηκε για διάφορες θερμοκρασίες η παράμετρος διαλυτότητας δ2. Εν συνεχεία, έγινε η ανάλυση των αποτελεσμάτων με βάση την επίδραση της θερμοκρασίας και της χημικής φύσης των μορίων-ανιχνευτών στις παραπάνω επιφανειακές και θερμοδυναμικές παραμέτρους. Από τα αποτελέσματα της μελέτης προέκυψε ότι το PTFPMS είναι αδιάλυτο σε όλους τους διαλύτες που μελετήθηκαν. Από τις τιμές της επιφανειακής ενέργειας, προκύπτει ότι το πολυμερές είναι χαμηλής επιφανειακής ενέργειας, γεγονός που το καθιστά αποτελεσματικό για εφαρμογές όπως η συντήρηση μνημείων πολιτισμού.Οι γραμμομοριακές ενθαλπίες ρόφησης των μορίων ανιχνευτών στοPTFPMS βρέθηκαν να είναι εξώθερμες, ενώ οι γραμμομοριακές ενέργειες ρόφησης βρέθηκαν να είναι ενδόθερμες. Οι θερμοδυναμικές παράμετροι ρόφησης βρέθηκαν να εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη χημική φύση των μορίων ανιχνευτών η οποία είναι καθοριστική για της αλληλεπιδράσεις με το πολυμερές. Η συμβατότητα του πολυμερούς με διάφορους διαλύτες εξετάστηκε με καθαρά θερμοδυναμικούς όρους. Συγκεκριμένα, από τον υπολογισμό της παραμέτρου αλληλεπίδρασης Flory-Huggins και του κατά βάρος συντελεστή ενεργότητας ενός πλήθους διαλυτών, προέκυψε ότι το πολυμερές είναι αδιάλυτο στους περισσότερους διαλύτες, με εξαίρεση τη 2- βουτανόνη, ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες. Οι τιμές της παραμέτρου διαλυτότητας δ2 παρουσιάζουν μια αναμενόμενη εξάρτηση από τη θερμοκρασία. Συγκεκριμένα, μειώνονται ελαφρώς με την άνοδο της θερμοκρασίας.
description: Ιn the present thesis the surface and thermodynamic characterization of fluorosilicone polymer was conducted by means of inverse gas chromatography (IGC) at infinite dilution. Fluorosilicone polymers are of high technological interest due to their extreme physicochemical properties. The fluoropolymer under study is poly(3,3,3- trifluoropropylmethylsiloxane) (PTFPMS) οf ABCR Company. The surface and thermodynamic characterization of PTFPMS was conducted with the technique of IGC at infinite dilution, in the temperature range of 80-120 oC. The characterization was made with the use of 14 probes properly selected according to their ability to interact with the polymer via three different types of forces. The characterization encompassed the calculation of the surface energy, the thermodynamic sorption parameters, the parameters of mixing at infinite dilution, the Flory – Huggins interaction parameters and the weight fraction activity coefficients of 14 probes. Moreover, the solubility parameter δ2 of the polymer was determined at various temperatures. The characterization encompassed the calculation of the surface energy, the thermodynamic sorption parameters, the parameters of mixing at infinite dilution, the Flory – Huggins interaction parameters and the weight fraction activity coefficients of 14 probes. Moreover, the solubility parameter δ2 of the polymer was determined at various temperatures. The impact of the temperature and the chemical nature of the probes on the surface energy and thermodynamic parameters are discussed. Results demononstrate that PTFPMS is insoluble in every tested solvent. Furthermore, PTFPMS has low surface energy and the solubility parameters δ2 descends in a linear manner with the increase of temperature.