Σύνθεση, κινητική μελέτη και χαρακτηρισμός νανοσύνθετων υλικών με βάση το συμπολυμερές του πολυ(στυρένιο-co-μεθακρυλικός βουτυλεστέρας) και οξείδιο του γραφενίου με ή χωρίς επιφανειακή τροποποίηση.
Creators: name: Βλάχου, Αφροδίτη Απόστολου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: νανοσύνθετα υλικά πολυμερικής μήτρας
πολυμερισμός ενδοπαρεμβολής
οξείδιο του γραφίτη
polymer matrix nanocomposites
intercalation polymerization
graphite oxide

description: Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να γίνει μελέτη της κινητικής του πολυμερισμού και των ιδιοτήτων των νανοσύνθετων υλικών που προκύπτουν κατά την προσθήκη οξειδίου του γραφίτη και οξειδίου του γραφίτη που έχει υποστεί επιφανειακή τροποποίηση-λειτουργικοποίηση, σε ένα συμπολυμερές Πολύ(στυρενίου-co-μεθακρυλικού βουτυλεστέρα). Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η τεχνική του in situ πολυμερισμού μάζας για την ενσωμάτωση των εγκλεισμάτων στο συμπολυμερές. Η κινητική του πολυμερισμού μελετήθηκε σταθμικά. Τα δομικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά των νανοσύνθετων υλικών μελετήθηκαν με Φασματοσκοπία Υπέρυθρου με Μετασχηματισμό Fourier,ο τύπος των νανοσύνθετων που σχηματίστηκαν ελέγχτηκε με περίθλαση ακτινών Χ. Η θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης (Τg) προσδιορίστηκε με την χρήση της Δυναμικής Θερμομηχανικής Ανάλυσης και η θερμική σταθερότητα χρησιμοποιώντας Θερμοσταθμική Ανάλυση. Συμπερασματικά, τόσο το οξείδιο του γραφίτη όσο και το επιφανειακά τροποποιημένο οξείδιο του γραφίτη διαπιστώθηκε πως στα τελικά προϊόντα έχουν μετατραπεί σε οξείδιο του γραφενίου και τροποποιημένο οξείδιο του γραφενίου αντίστοιχα καθώς συμβαίνει αποφύλλωση τους του κατά την διάρκεια του πολυμερισμού. Η κινητική μελέτη έδειξε πως το οξειδίου του γραφίτη ελάττωσε την ταχύτητα πολυμερισμού και τον βαθμό μετατροπής σε σχέση με το καθαρό πολυμερές, το τροποποιημένο οξείδιο του γραφίτη αύξησε την ταχύτητα και έδωσε οι βαθμούς μετατροπής που συγκρίσιμους με αυτούς του καθαρού συμπολυμερούς. Η θερμική σταθερότητα αυξάνεται και για τα δύο είδη νανοσύνθετων υλικών και η αύξηση αυτή είναι ανάλογη και της επιφόρτισης. Τέλος, η προσθήκη των εγκλεισμάτων είχε σαν αποτέλεσμα και την αύξηση της θερμοκρασίας υαλώδους μετάβασης (Tg) συγκριτικά με το καθαρό συμπολυμερές και για τα δυο είδη νανοσυνθέτων.
description: The purpose of this work is to study polymerization kinetics and properties of nanocomposite materials obtained by the addition of both graphite oxide (GO) and functionalized graphite oxide (FGO) in a poly(styrene-co-butyl methacrylate) matrix. For this purpose the technique of the in situ bulk polymerization is used for the incorporation of the fillers in the copolymer matrix. The kinetics of polymerization was studied gravimetrically. The structural and morphological characteristics of the nanocomposites were studied by Fourier Transformation Infrared Spectroscopy-FTIR. The type of the nanocomposite produced was determined via XRD. The thermal stability, of the nanocomposites were studied using Thermogravimetric Analysis. In addition the effect of the filler in the copolymer matrix on the temperature of the glass transition was determined using Dynamic Thermomechanical Analysis (DMTA). In conclusion, both graphite oxide and functionalized graphite oxide that were part of the original mixtures, have been converted to graphene oxide and functionalized graphene oxide in the final products. So we can conclude that exfoliation – defoliation of graphite oxide and functionalized graphite oxide occurs during the polymerization (intercalation polymerization). Regarding the kinetics, the addition of graphite oxide decreased the polymerization rate and the degree of conversion of the nanocomposites but the functionalized graphite oxide has a positive effect on the polymerization rate. Thermal analysis showed that the thermal stability of the nanocomposites increased when with increasing content of the sample of both fillers. Finally, thermomechanical analysis showed that the glass transition temperature was risen for both types of materials and the nanocomposites with FGO in their structure obtained the best results.