Κλώνος Παναγιώτης
Σχολή | Επιβλέπων |
---|---|
Εφαρμοσμένων Μαθηματικών & Φυσικών Επιστημών |
ΠΙΣΣΗΣ ΠΟΛΥΚΑΡΠΟΣ |
Περίληψη:
Αντικείμενο του έργου είναι η συστηματική μελέτη της μοριακής δυναμικής και των αλλαγών φάσης οργανικών-ανόργανων νανοσύνθετων πολυμερικών υλικών σε σχέση με τις διεπιφανειακές αλληλεπιδράσεις μήτρας-εγκλείσματος. Προσδοκώμενο τελικό αποτέλεσμα είναι η παραγωγή νέας γνώσης που, μεταξύ άλλων, θα συμβάλει στη καλύτερη κατανόηση της σχέσης δομής-ιδιοτήτων.
Παρασκευάζονται νανοσύνθετα με θερμοπλαστικές και ελαστικές μήτρες και εγκλείσματα νανοσωματίδια οξειδίων, κυρίως πυριτίας, με συστηματική μεταβολή των διεπιφανειακών αλληλεπιδράσεων μήτρας-εγκλείσματος, π.χ. με τη προσθήκη κατάλληλων δραστικών ομάδων στη πολυμερική αλυσίδα ή/και στην επιφάνεια των νανοσωματιδίων. Για τον δομικό/μορφολογικό χαρακτηρισμό των δοκιμίων χρησιμοποιούνται κυρίως τεχνικές SEM, TEM, AFM, Raman, WAXS. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην μελέτη της επίδρασης των διεπιφανειακών αλληλεπιδράσεων στη δυναμική των πολυμερικών αλυσίδων και στις αλλαγές φάσης της πολυμερικής μήτρας με τεχνικές διηλεκτρικής φασματοσκοπίας, θερμιδομετρίας και δυναμικής μηχανικής ανάλυσης. Για τη διερεύνηση της σχέσης δομής-ιδιοτήτων μελετώνται οι μηχανικές ιδιότητες και η θερμική σταθερότητα των τελικών προϊόντων.
Πραγματοποιούνται θερμικές μετρήσεις (διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC)), διηλεκτρικές μετρήσεις (διηλεκτρική φασματοσκοπία εναλλασσομένου πεδίου (DRS), τεχνική των θερμικώς διηγερμένων ρευμάτων αποπόλωσης (TSDC)) και μετρήσεις υδάτωσης (ισόθερμη δυναμική (DSI) και ισόθερμη σε ισορροπία (ESI)) σε νανοσύνθετα πολυμερικά συστήματα, τα οποία περιέχουν νανοσωματίδια οξειδίων, έχοντας ως γενικό στόχο την κατανόηση της σχέσης δομής – ιδιοτήτων, τέτοιων υλικών. Μέχρι σήμερα έχουν μελετηθεί νανοσύνθετα με μήτρες:
- πολυαιθυλενογλυκόλης (PEG) προσροφημένης σε εκλείσματα σύνθετων οξειδίων αλουμίνας (alumina) – πυριτίας (silica) – τιτανίας (titania) (c/AST) τροποποιημένης και μη επιφάνειας με άτομα ενεργού άνθρακα (activated Carbon).
- πολυ(διμεθυλο-σιλοξανίου) (PDMS) (γραμμικού και σταυροδεσμοποιημένου, διαφόρων μοριακών βαρών) με τροποποιημένα και μη εγκλείσματα πυριτίας (silica) και τιτανίας (titania),
- πολυ(μεθυλικού μεθακρυλεστέρα) (PMMA) και συμπολυμερών (PMMA, PPMA) με εγκλείσματα πυριτίας
- πολυστυρενίου (PS) με επιφανειακώς τροποποιημένα εγκλείσματα πυριτίας
- εποξικής ρητίνης (epoxy) με επιφανειακώς τροποποιημένα εγκλείσματα πυριτίας και ζιρκονίας (zirconia)
- υπερδιακλαδωμένων πολυιμιδίων (HyperBranched PolyImides) με τροποποιημένα και μη εγκλείσματα πυριτίας.
- πολυ(βινυλικής πυρρολιδόνης) (PVP) με εκλείσματα πυριτίας και σύνθετων οξειδίων αλουμίνας (Αlumina) – πυριτίας – τιτανίας.
- πολύ(υδρόξυ αιθυλικού μεθακρυλεστέρα) PHEMA με εγκλείσματα πυριτίας, τροποποιημένης επιφανειακώς με τρεις τύπους ακραίων μοριακών ομάδων.
- πολυ(βινυλικής αλκοόλης) (PVA) με εγκλείσματα: πυριτίας, αλουμίνας, τιτανίας, αποφωλιδωμένου γραφίτη, ενεργού άνθρακα και νανοσωλήνων άνθρακα
- Πολυουρεθάνης PU σε ημί-ενδιαπλεκόμενο πολυμερικό δίκτυο πολύ(υδρόξυ αιθυλικού μεθακρυλεστέρα) PHEMA με εγκλείσματα πυριτίας, τροποποιημένης επιφανειακώς με τρεις τύπους ακραίων μοριακών ομάδων (μετρησεις υδατωσης, αφυδατωσης και διηλεκτρικες μετρησεις),
- Πολύγαλακτικού οξέως (PLLA) με νανοεγκλείσματα επιφανειακώς τροποποιημένων και μη φύλλων οξειδίου του γραφενίου (GO).
- Φαινόμενα υδάτωσης αμόρφων νανοεγκλεισμάτων πυριτίας, τιτανίας και άλλων συνθέτων οξειδίων.
Ιδιαίτερη έμφαση δίδεται στη μελέτη της επίδρασης των εν γένει ιδιοτήτων, των μεθόδων παρασκευής και των ενδοεπιφανειακών αλληλεπιδράσεων των νανοσωματιδίων (κυρίως της πυριτίας) στη μοριακή δυναμική και την κινητικότητα μικρής και μεγάλης κλίμακας στα νανοσύνθετα.
Μετρήσεις έχουν επίσης πραγματοποιηθεί επάνω στην επιρροή διαφόρων πρωτοκόλλων ψύξης και θέρμανσης Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης, με σκοπό τη μέλετη της επίδρασης των ανόργανων νανοσωματιδίων (silica, AST, CNTs κ.ά.) στις μεταπτώσεις φάσης διαφόρων πολυμερών (iPP, PA6, PLA, PMMA, PEG, PDMS κ.ά.).
Μέχρι τώρα έχουν πραγματοποιηθεί 11 ανακοινώσεις σε συνέδρια και 5 δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά, ενώ για το Β εξάμηνο του 2012 αναμένονται 2 ακόμα παραδοτέα.