Małgorzata Gil Kontakt: Nazwa uczelni

Małgorzata Gil
Kontakt: [email protected]
Nazwa uczelni/instytutu naukowego:
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Wydział Chemii
Temat pracy doktorskiej:
Badanie procesów fotopolimeryzacji akrylowych pochodnych żywic
epoksydowych z N-winylopirolidonem jako rozcieńczalnikiem aktywnym
Przedmiotem badań są popularne akrylowe pochodne żywic epoksydowych.
Z powodu swoich dobrych właściwości termicznych, mechanicznych i elektrycznych
używane są w wielu dziedzinach przemysłu. Nasze zainteresowanie tymi związkami
wynika z faktu, iż żywice stosowane są jako matryce w materiałach kompozytowych
używanych jako materiały konstrukcyjne w automatyce, przemyśle lotniczym i
morskim. Materiały kompozytowe składają się z dwóch lub większej ilości
składników, które różnią się właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Właściwości
kompozytów nie są sumą albo średnią właściwości poszczególnych składników. W
naszych badaniach żywica oraz aktywny rozpuszczalnik (stosowanym zarówno do
zmniejszenia lepkości akrylowej pochodnej jak i, w dalszej części pracy, jako
rozpuszczalnik trzeciego składnika ) stanowią matrycę. Do matrycy dodaje się
kolejną substancję, która stanowi materiał konstrukcyjny i odpowiedzialna jest za
wzmocnienie kompozytu poprzez ukształtowanie jego właściwości mechanicznych
czy termicznych. Matryca pełni rolę ochronną dla materiału wzmacniającego, w niej
rozkładają się naprężenia zewnętrzne i to ona nadaje pożądany kształt elementowi
kompozytowemu. W celu uzyskania z mieszanin ciekłych żywic epoksydowych
kompozytów, należy poddać je procesowi polimeryzacji, czyli utwardzania.
Tradycyjnie stosowano w tym celu wysoką temperaturę. Jednak ze względu na
wysokie zużycie energii poszukuje się innych metod utwardzania. Użycie technik
radiacyjnych, np. utwardzanie strumieniem elektronów (EB – electron beam curing),
jest alternatywą dla utwardzania termicznego. EB posiada wiele zalet, jedną z nich
jest możliwość penetracji promieniowaniem próbki nawet na głębokość kilku
centymetrów. Zanim jednak przeprowadza się badania tą techniką, metodą dającą
informacje na temat morfologii polimeru, choć skuteczną dla mniejszych grubości
próbki, jest fotoDSC (DSC – differential scanning calorimetry), czyli różnicowa
kalorymetria skaningowa wyposażona w źródło promieni UV. Jest to jedna z
głównych metod badawczych stosowanych w przedstawianych badaniach. Za jej
pomocą badana jest reakcja zachodząca w mieszaninie, czyli rodnikowa
polimeryzacja inicjowana fotochemicznie. Padające na próbkę promieniowanie UV
inicjuje szereg przemian, zachodzących zgodnie z ogólnym schematem reakcji
łańcuchowych, w strukturze kompozycji prowadząc do jej usieciowania. Badanie tego
procesu wykonuje się w celu optymalizacji warunków przy których polimeryzowana
substancja wykazuje najlepsze właściwości, a mianowicie: ilość dodawanego
fotoinicjatora, skład mieszaniny oraz stopień konwersji.
Badania można podzielić na pięć głównych części: 1- Polimerowe matryce
materiałów kompozytowych. 2 – Zastosowanie rozpuszczalnika jako rozcieńczalnika
aktywnego akrylowych pochodnych żywic epoksydowych, 3 – Badania procesów
fotopolimeryzacji kompozycji złożonych z pochodnych akrylowych żywic
epoksydowych i rozpuszczalnika, 4 – Badanie właściwości mechanicznych
kopolimerów, 5 – Badania matryc polimerowych z dodatkiem polimerów
termoodpornych zawierających siarkę.