Προσθήκη Νανοσκόνης Αιματίτη σε Πολυμερικές Μήτρες Πολυστυρενίου και Πολυ(μεθακρυλικού μεθυλίου) και Χαρακτηρισμός τους

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η σύνθεση πολυ(μεθακρυλικού μεθυλίου) και πολυστυρενίου με πρόσθετο νανοσκόνη αιματίτη (α – Fe2O3) ακολουθώντας την τεχνική του πολυμερισμού αιωρήματος για δύο ποσοστά ενσωμάτωσης του αιματίτη στη μήτρα. Κατά την τεχνική του πολυμερισμού αιωρήματος (suspension polymerisation) τα απαραίτητα αντιδραστήρια ήταν το μονομερές (μεθακρυλικό μεθύλιο ή στυρένιο), ο αιματίτης, ο σταθεροποιητής (CMC), ο διεγέρτης (BPO), το απιονισμένο νερό και η μεθανόλη. Οι τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για τον χαρακτηρισμό των καθαρών πολυμερών και των σύνθετων μικροσφαιρών ήταν η ιξωδομετρία Ubbelohde, η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), η οπτική μικροσκοπία ανάκλασης, η περίθλαση ακτίνων – Χ (XRD) και η υπέρυθρη φασματοσκοπία μετασχηματισμού Fourier (FTIR). Η ιξωδομετρία Ubbelohde, χρησιμοποιήθηκε για την μέτρηση του μοριακού βάρους των καθαρών πολυμερών. Η χρήση της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης και της οπτικής μικροσκοπίας ανάκλασης, πραγματοποιήθηκαν με σκοπό την απόκτηση φωτογραφιών των δειγμάτων για εξέταση της μορφολογίας της επιφάνειας των δειγμάτων καθώς και για την εξαγωγή συμπερασμάτων για τα διαφορετικά ποσοστά ενσωμάτωσης του αιματίτη στην πολυμερική μήτρα. Επιπρόσθετα, η περίθλαση ακτίνων-Χ και η υπέρυθρη φασματοσκοπία μετασχηματισμού Fourier χρησιμοποιήθηκαν για τον χαρακτηρισμό των συνθέτων με σκοπό την επιβεβαίωση των ιδιοτήτων της μήτρας και του προσθέτου στο σύνθετο υλικό. Τέλος, παρουσιάζονται τα γενικά συμπεράσματα της μελέτης καθώς και οι προτάσεις.

In this degree project, it was examined the synthesis of poly(methyl methacrylate) and polystyrene with nanometer – scale hematite powder (α – Fe2O3) as additive via suspension polymerization. In suspension polymerization, the essential materials are, the monomer (MMA or Sty), the nanometer – scale hematite powder, the stabilizer (CMC), the stimulator (BPO), deionized water and methanol. These microspheres were prepared for two different contents (wt%) of hematite in the polymer matrix. The techniques, we used, in order to characterize our samples, are the Ubbelohde viscometry, the scanning electron microscopy (SEM), the optical microscopy, the X-ray Diffraction (XRD) and the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The Ubbelohde viscometry, was used in order to count the molecular weight of the pure polymers. The scanning electron microscopy and the optical microscopy techniques, were not only used in order to examine the morphology of the sample’s surface, but also in order to realize the differences between the two different contents of hematite in the polymer matrix. Furthermore, the X-ray Diffraction and the Fourier transform infrared spectroscopy were used in order to prove the properties of the polymer matrix and of the hematite powder in the composite material. Finally, we enclose our general conclusions and our suggestions for the future.