Νανοδομημένες έξυπνες μεμβράνες για την προστασία έργων τέχνης-Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός

Μαντέλος, Κωνσταντίνος; Mantelos, Konstantinos

dc.contributor.author	Μαντέλος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Mantelos, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2020-12-07T09:05:03Z
dc.date.available	2020-12-07T09:05:03Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52326
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20024
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Μεμβράνες	el
dc.subject	Προστασία	el
dc.subject	Τέχνη	el
dc.subject	Υγρασία	el
dc.subject	Νάνο-σωματίδια	el
dc.subject	Membranes	en
dc.subject	Protection	el
dc.subject	Art	el
dc.subject	Moisture	el
dc.subject	Nanoparticles	el
dc.title	Νανοδομημένες έξυπνες μεμβράνες για την προστασία έργων τέχνης-Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός	el
dc.title	Nanostructured smart membranes for the protection of artworks-Formulation and characterization	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-23
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι η παρασκευή νάνο-δομημένων πολυμερικών μεμβρανών για την απορρόφηση υγρασίας με απώτερο σκοπό την προστασία έργων τέχνης κατά την αποθήκευσή τους. Στη βιβλιογραφία έχει μελετηθεί η απορρόφηση υγρασίας από μεμβράνες με βάση την πολυβινυλική αλκοόλη (polyvinyl alcohol - PVA) και δύο πληρωτικά υλικά: α) PVA μεμβράνη με σταυροδεσμούς με κυτταρίνη και β) PVA μεμβράνη με νάνο-σωματίδια μπετονίτη. Στην παρούσα εργασία, οι καινοτομίες εντοπίζονται: α) στην επιλογή διάφορων διασταυρωτών (crosslinkers) και καταλυτών ώστε να μελετηθεί ποιος συνδυασμός PVA, διασταυρωτή και καταλύτη έχει τα καλύτερα αποτελέσματα ως προς την απορρόφηση υγρασίας και β) στην προσθήκη μεσοπορωδών νάνο-σωματιδίων διοξειδίου του πυριτίου με τροποποιημένη επιφάνεια με αμινομάδες (mesoporous silica nanoparticles-NH2 - MSNs-NH2) με σκοπό την αύξηση της απόδοσης των μεμβρανών. Συγκεκριμένα, παρασκευάστηκαν τρεις ομάδες μεμβρανών με βάση το PVA με την κάθε ομάδα να περιέχει διαφορετικό διασταυρωτή: η πρώτη ομάδα περιέχει πυρομελλιτικό διανυδρίτη (pyromellitic dianhydride - PMDA), η δεύτερη μαλεϊκό οξύ (maleic acid – MA) και η τρίτη πολυαιθυλενιμίνη (polyethylenimine – PEI). Η τρίτη ομάδα περιέχει επίσης πολυαιθυλενογλυκόλη (polyethylene glycol – PEG). Στην πρώτη ομάδα που περιέχει PMDA παρασκευάστηκαν μεμβράνες με διαφορετικό μοριακό βάρος του PVA, 30 και 125 KDa, παρουσία διαφορετικού καταλύτη, θειικού οξέος (H2SO4) και π-τολουολοσουλφονικού οξέος (p-toluenesulfonic acid - pTSA), και με προσθήκη διαφορετικού είδους νάνο-σωματιδίων, MSNs-NH2 και κλινοπτιλόλιθου (clynoptilolite). Στη δεύτερη ομάδα που περιέχει MΑ παρασκευάστηκαν μεμβράνες με διαφορετικό μοριακό βάρος του PVA, 30 και 125 KDa, παρουσία διαφορετικού καταλύτη, H2SO4 και pTSA, και με προσθήκη MSNs-NH2. Στην τρίτη ομάδα που περιέχει PEI και PEG παρασκευάστηκαν μεμβράνες με διαφορετική αναλογία των τριών συστατικών PVA:PEI:PEG και με προσθήκη MSNs-NH2. Η δομή των μεμβρανών ελέγχθηκε με τη μέθοδο της υπέρυθρης φασματοσκοπίας με μετασχηματισμό Fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy - FT-IR). Στην περίπτωση με PMDA, η διαδικασία σχηματισμού σταυροδεσμών με καταλύτη H2SO4 παρουσιάστηκε ισχυρότερη σε σχέση με καταλύτη pTSA. Στην περίπτωση με MA, το είδος του καταλύτη παρουσίασε να μην επηρεάζει σημαντικά τη διαδικασία σχηματισμού σταυροδεσμών. Στην περίπτωση με PEI, παρατηρήθηκε ότι η αναλογία των συστατικών έχει μεγάλο ρόλο στο σχηματισμό σταυροδεσμών. Τα νάνο-σωματίδια που μελετήθηκαν παρατηρήθηκε να μην επηρεάζουν σημαντικά τη διαδικασία σχηματισμού σταυροδεσμών. Οι μεμβράνες αξιολογήθηκαν ως προς την απορρόφηση υγρασίας σε σταθερό περιβάλλον σχετικής υγρασίας 95% RH και σε σταθερή θερμοκρασία 27-28oC. Από το σύνολο των μεμβρανών που μελετήθηκαν, παρατηρήθηκε ότι η μεμβράνη PVA 30 KDa PEI PEG MSNs-NH2 1% wt 120oC παρουσίασε την καλύτερη απόδοση ως προς την απορρόφηση υγρασίας έπειτα από 270 ώρες έκθεσης με ποσοστό απορρόφησης νερού 55.26% και συντελεστή διάχυσης κατά το αρχικό στάδιο 32.57040 cm2/s. Το PEI είναι ο διασταυρωτής που δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα και το μεσοπορώδες που παρέχουν τα MSNs αυξάνει σημαντικά την απόδοση της μεμβράνης.	el
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	118 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false