Μελέτη της θερμικής και διηλεκτρικής συμπεριφοράς θερμοαποκρινόμενου συμπολυμερούς P(S10-b-MDEGA513)

Μανόχης, Αλέξανδρος; Manochis, Alexandros

dc.contributor.author	Μανόχης, Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Manochis, Alexandros	en
dc.date.accessioned	2023-05-05T06:47:26Z
dc.date.available	2023-05-05T06:47:26Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57622
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25319
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Θερμοαποκρινόμενα Πολυμερή	el
dc.subject	Συμπολυμερή	el
dc.subject	Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης	el
dc.subject	Διηλεκτρική Φασματοσκοπία	el
dc.subject	Πολυμερή	el
dc.subject	Thermoresponsive Polymers	en
dc.subject	Copolymers	en
dc.subject	Differential Scanning Calorimetry	en
dc.subject	Dielectric Relaxation Spectroscopy	en
dc.subject	Polymers	en
dc.subject	PMDEGA	en
dc.title	Μελέτη της θερμικής και διηλεκτρικής συμπεριφοράς θερμοαποκρινόμενου συμπολυμερούς P(S10-b-MDEGA513)	el
dc.contributor.department	Τομέας Φυσικής	el
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	προπτυχιακή διπλωματική εργασία	el
heal.classification	Φυσική	el
heal.classification	Physics	en
heal.classification	Πολυμερή	el
heal.classification	Polymers	en
heal.classification	Επιστήμη των Υλικών	el
heal.classification	Materials Science	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-03
heal.abstract	Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιούμε διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC) και τεχνικές διηλεκτρικής φασματοσκοπίας (DRS) για τη μελέτη της θερμοαποκρινόμενης μετάβασης και την οργάνωση του νερού σε ένα θερμοαποκρινόμενο diblock συμπολυμερές (P(S10-b-MDEGA513)) που αποτελείται από ακρυλική πολυ(μεθοξυ διαιθυλενογλυκόλη) (PMDEGA) και μπλοκ πολυστυρενίου (PS) [1]. Η υαλώδης μετάβαση, η θερμοαποκρινόμενη συμπεριφορά και η δυναμική του πολυμερούς διερευνήθηκε σε διαλύματα νερού - πολυμερούς σε ευρεία σύνθεση που κυμαίνονται, από ξηρό πολυμερές έως μείγματα με 60 wt% νερό. Σχετικά με το δεύτερο συστατικό τ ων διαλυμάτων, το νερό, η έρευνα επικεντρώνεται στη δυναμική του μη κρυσταλλωμένου κλάσματος του νερού και η συμπεριφορά κρυστάλλωσης και τήξης των μορίων του νερού σε μείγματα με σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις νερού. Οι θερμικές ιδιότητες των διαλυμάτων θερμοαποκρινόμενου πολυμερούς – νερού μελετήθηκαν από συμβατική μέθοδο DSC. Η θερμοαποκρινόμενη μετάβαση καταγράφεται ως ενδόθερμη μετάβαση κατά τη θέρμανση και ως εξώθερμη κατά την ψύξη. Μελετήθηκε επίσης η επίδραση της συγκέντρωσης νερού, στις θερμικές μεταβάσεις και στην κινητικότητα των πολυμερικών αλυσίδων. Επιπλέον, η υαλώδης μετάβαση του συμπολυμερούς και η τήξη/κρυστάλλωση του νερού παρατηρήθηκαν δίνοντας πληροφορίες για το πολυμερές και την οργάνωση του νερού σε θερμοκρασίες κάτω από το θερμοαποκρινόμενη μετάβαση. Η μοριακή δυναμική του πολυμερούς μελετήθηκε με διηλεκτρικές μετρήσεις, για ξηρό και ενυδατωμένο πολυμερές, επίσης. Μπορέσαμε να παρακολουθήσουμε τους τμηματικούς μηχανισμούς χαλάρωσης που σχετίζονται με τη υαλώδης μετάβαση, και τους δευτερογενείς μηχανισμούς χαλάρωσης, που σχετίζονται με μοριακές κινήσεις τοπικού χαρακτήρα. Επιπλέον, η διηλεκτρική φασματοσκοπία χρησιμοποιείται ευρέως στη διερεύνηση των ιδιοτήτων ενυδάτωσης των υλικών [2]. Σε αυτή την εργασία, πραγματοποιήθηκαν επίσης διηλεκτρικές μετρήσεις με στόχο τη μελέτη της δυναμικής των μορίων του νερού σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Οι μετρήσεις DRS έγιναν σε διαλύματα πολυμερούς-νερού με διάφορες συνθέσεις και σε διάφορα διηλεκτρικά φάσματα εκτελώντας ισόθερμες μετρήσεις. Οι καταγεγραμμένοι μηχανισμοί χαλάρωσης σε διαλύματα όπου είτε δεν υπάρχει κρυστάλλωση νερού ή ένα κλάσμα νερού μπορεί να μετατρέπεται σε πάγο, παρέχει πληροφορίες σχετικά με την οργάνωση των μορίων του μη κρυσταλλωμένου νερού και τη δομή του πάγου σχηματίστηκε. Ένας επιπλέον στόχος αυτής της εργασίας είναι να συσχετίσει τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη διερεύνηση της οργάνωσης του νερού στα διαλύματα, με τη θερμοαποκρινόμενη συμπεριφορά του πολυμερούς σε διαλύματα με διάφορες συγκεντρώσεις νερού.	el
heal.abstract	In the present work we employ Differential Scanning Calorimetry (DSC) and broadband Dielectric Relaxation Spectroscopy (DRS) techniques in order to study the thermoresponsive transition and the organization of water in a thermoresponsive diblock copolymer (P(S10-b-MDEGA513)) consisting of poly(methoxy diethylenglycol acrylate) (PMDEGA) and polystyrene (PS) blocks [1]. The glass transition, the thermoresponsive behavior and the dynamics of the polymer were investigated in polymer water mixtures over wide composition range, from dry polymer to mixtures with 60wt% water. Concerning the second component of the mixtures, water, the investigation is focused in the dynamics of the uncrystallized fraction of water and the crystallization and melting behavior of water molecules in mixtures with relatively high water concentrations. Thermal properties of the thermoresponsive polymer – water mixtures were studied by conventional DSC method. The thermoresponsive transition is recorded as an endothermic transition during heating and as an exothermic one during cooling. The effect of the water concentration on the transition temperature and its kinetics was studied. In addition the glass transition of copolymer and the melting/crystallization of water were followed giving information on the polymer and water organization at temperatures below the thermoresponsive transition. The molecular dynamics of the polymer was studied by dielectric measurements, for dry and hydrated polymer, as well. We were able to follow the segmental relaxation process that is related to the glass transition, and secondary relaxation mechanisms, associated with molecular motions of local character. On the other hand, dielectric spectroscopy has also been widely used in the investigation of the hydration properties of materials [2]. In this work dielectric measurements were carried out aiming also at the study of the dynamics of water molecules at subzero temperatures. DRS has been applied on polymer-water mixtures with various compositions and dielectric spectra were recorded performing isothermal measurements. The recorded relaxation processes on mixtures where either no crystallization of water occurs or where a fraction of water can transform to ice, provide information regarding the organization of uncrystallized water molecules and the structure of the ice formed. An additional aim of this work is to relate the results obtained by the investigation of water organization with the thermoresponsive behavior of the polymer in mixtures with various water concentrations.	en
heal.advisorName	Κυρίτσης, Απόστολος	el
heal.advisorName	Kyritsis, Apostolos	en
heal.committeeMemberName	Κυρίτσης, Απόστολος	el
heal.committeeMemberName	Kyritsis, Apostolos	en
heal.committeeMemberName	Κοντού - Δρούγκα, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Kontou - Drougka, Evagelia	en
heal.committeeMemberName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Georgakilas, Alexandros	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false