Ανάπτυξη συστημάτων εγκλεισμού δραστικών ουσιών με στόχο την εφαρμογή τους σε προστατευτικές επικαλύψεις

Καλύβα, Μαρία; Kalyva, Maria

dc.contributor.author	Καλύβα, Μαρία	el
dc.contributor.author	Kalyva, Maria
dc.date.accessioned	2019-12-20T08:32:41Z
dc.date.available	2019-12-20T08:32:41Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49595
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17293
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Βιοκτόνο	el
dc.subject	ΜικροσωματίδιαΜ	el
dc.subject	Αντιρρυπαντικό	el
dc.subject	Μικροκάψουλες	el
dc.subject	Πυριθειόνη ψευδαργύρου	el
dc.subject	Encapsulation	en
dc.subject	Biocide	en
dc.subject	Microparticles	en
dc.subject	Antifouling	en
dc.subject	Biofouling	en
dc.subject	Microcapsules	en
dc.subject	Zinc pyrithione	en
dc.title	Ανάπτυξη συστημάτων εγκλεισμού δραστικών ουσιών με στόχο την εφαρμογή τους σε προστατευτικές επικαλύψεις	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΣΥΝΘΕΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-06
heal.abstract	Biofouling of water-immersed surfaces has severe environmental and economic impact especially to the shipping industry. Antifouling coatings are commonly utilized to prevent the growth of fouling organisms and usually contain inorganic components and organic booster biocides. However, poor control over the biocide release rate and paint degradation are important drawbacks. Biocide encapsulation could offer a promising solution to these problems as it offers protection off the substitute properties and control over the release profile of the biocide. Emulsification-solvent evaporation technique was used to achieve encapsulation of the biocide Zinc Pyrithione (ZPT) into poly(methyl methacrylate) (PMMA) microcapsules, at a loading ratio of 10,9% w/w. Characterization mainly involved size and homogeneity, thermal properties, and encapsulation efficiency. Loaded and blank PMMA microparticles were prepared by emulsification-solvent evaporation technique indicating successful entrapment of ZPT with a process yield more than 70 % and encapsulation efficiency up to 60%. Two kinds of PMMA, with medium and high molecular weight, were used as polymer carrier. Microparticles size ranged between 4 and 120 μm, while PMMA molecular weight and the ratio of the aqueous:organic phases were found to be of great importance for microparticles characteristics. Comparison between the thermal degradation profile of the physical mixtures (ZPT+PMMA) and the loaded microparticles proved to be a tool to monitor the efficiency of the encapsulation process. Finally, preliminary release experiments indicated a controlled release profile.	en
heal.abstract	Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας αποτελεί ο εγκλεισμός της βιοκτόνου ένωσης πυριθειόνης του ψευδαργύρου (Zinc pyrithione, ZPT) σε πολυμερικές μικροκάψουλες πολυ(μεθακρυλικού μεθυλίου) (PMMA) προκειμένου να ενσωματωθούν σε επικαλύψεις με αντιβιοεπιστρωτικές ιδιότητες (antifouling coatings). Συγκεκριμένα ερευνάται η ικανότητα εγκλεισμού της ένωσης ZPT σε αναλογία ένωσης/ πολυμερούς 10,9% w/w. Η παρασκευή των σωματιδίων γίνεται μέσω της τεχνικής γαλακτωματοποίησης-εξάτμισης διαλύτη και πραγματοποιείται χαρακτηρισμός των παραγόμενων μιικροκαψουλών με διάφορες τεχνικές. Η θαλάσσια βιορύπανση αποτελεί ένα σημαντικό πρόβλημα με περιβαλλοντικές και οικονομικές επιπτώσεις στη ναυτιλία όπως για παράδειγμα η αυξημένη κατανάλωση καυσίμων και η αύξηση της συχνότητας συντήρησης του πλοίου. Το πρόβλημα αυτό καταπολεμάται με την εφαρμογή προστατευτικών επικαλύψεων με αντιβιοεπιστρωτική δράση. Τα υφαλοχρώματα που παρέχουν αντιβιοεπιστρωτική δράση έχουν συνήθως ενσωματωμένα χημικώς ενεργά συστατικά τα οποία είναι είτε ανόργανα είτε οργανικά είτε συνδυασμός τους. Ωστόσο, ένα σημαντικό μειονέκτημα των επικαλύψεων αυτών αποτελεί η πρόωρη έκπλυση των βιοκτόνων και υποβάθμιση των ιδιοτήτων της επικάλυψης. Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα θα μπορούσε να δοθεί μέσω των συστημάτων εγκλεισμού των βιοκτόνων ενώσεων καθώς αποτελεί μια μέθοδο για την προστασία της εγκλειόμενης ουσίας από το περιβάλλον της και την ελεγχόμενη αποδέσμευσή της. Το πολυ(μεθακρυλικό μεθύλιο) αποτελεί ένα διαδεδομένο πολυμερικό φορέα για εφαρμογές εγκλεισμών. Η τεχνική γαλακτωματοποίησης-εξάτμισης διαλύτη είναι επίσης μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την παρασκευή μικρο και νανο σωματιδίων. Κατά την πειραματική διαδικασία, παρασκευάστηκαν κενά και με εγκλεισμένη ουσία μικροσωματίδια από PMMA. Ως πρώτη ύλη για τον πολυμερικό φορέα χρησιμοποιήθηκαν δύο είδη PMMA μεσαίου και υψηλού μοριακού βάρους. Τα σωματίδια αυτά εξετάστηκαν ως προς τα μορφολογικά χαρακτηριστικά τους, το μέγεθος και την ομοιογένειά τους τις θερμικές τους ιδιότητες, καθώς και ως προς την απόδοση εγκλεισμού που επιτεύχθη. Τα παραχθέντα σωματίδια είχαν μέγεθος στην μικρο-κλίμακα και συγκεκριμένα σε εύρος από 4 έως 120 μm και η απόδοση εγκλεισμού παρουσίασε τιμές έως 60%. Οι θερμικές μέθοδοι DSC και TGA χρησιμοποιήθηκαν για το θερμικό χαρακτηρισμό των σωματιδίων και η σύγκριση με το φυσικό μείγμα των αρχικών συστατικών (PMMA+ZPT) αποτέλεσε ένδειξη του εγκλεισμού της ένωσης στις πολυμερικές μικροκάψουλες. Τέλος ο χαρακτηρισμός ολοκληρώθηκε μέσω της φασματοσκοπίας FT-IR και RAMAN και διερευνήθηκε η ταυτοποίηση μη εγκλεισμένης ουσίας στο εξωτερικό των μικροκαψουλών. Η προκαταρκτική μελέτη πειραμάτων αποδέσμευσης που πραγματοποιήθηκε οδήγησε στην ένδειξη ότι υπάρχει ελεγχόμενο προφίλ αποδέσμευσης της εγκλεισμένης ουσίας από τον πολυμερικό φορέα.	el
heal.advisorName	Βουγιούκα, Σταματίνα	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκα, Σταματίνα	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Κυρίτσης, Απόστολος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	123 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true