Kontakt

  • adres: Instytut Fizyki
    ul. 75 Pułku Piechoty 1
    41-500 Chorzów
  • tel: (0-32) 349-38-75
  • email: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Jesteś tutaj: 2015-2013 "Polimeryzacja wysokociśnieniowa. Badania nad kinetyką procesu."

2015-2013 "Polimeryzacja wysokociśnieniowa. Badania nad kinetyką procesu."

  • Temat: Polimeryzacja wysokociśnieniowa. Badania nad kinetyką procesu.
  • Kierownik grantu: Dr Kamil Kaminski
  • Okres realizacji: 2013-2015
  • Kwota finansowania: 498 400 zl

Polimeryzacja jest generalnie procesem, który nie zachodzi samoczynnie. Aby zainicjować reakcję muszą zostać spełnione określone warunki termodynamiczne. I tak, proces polimeryzacji można zapoczątkować poprzez naświetlanie próbki, dodając katalizator, inicjator lub podnosząc temperaturę układu. Ostatnie doniesienia wskazują również na inny sposób inicjacji polimeryzacji - znaczną kompresję układu. W przypadku tej metody nie ma potrzeby używania żadnych katalizatorów, czy inicjatorów, stąd otrzymane materiały charakteryzują się wyjątkową czystością. Ponadto, bardzo często reakcja może być prowadzona w masie, co eliminuje konieczność użycia rozpuszczalników jako środowiska reakcji. Dodatkowym atutem prowadzenia polimeryzacji w masie jest możliwość uzyskiwania polimerów o znacznych masach cząsteczkowych. 

W ramach tego projektu chcielibyśmy się skupić na kilku bardzo ważnych tematach:

  • polimeryzacji modelowych monomerów (tj. metakrylanu metylu, izoprenu, styrenu, 1,3- butadienu i innych monomerów, posiadających ugrupowanie winylowe oraz epoksydowe), inicjowanej tylko i wyłącznie wysokim ciśnieniem,
  • charakterystyce kinetyki procesu polimeryzacji prowadzonej w warunkach wysokiego ciśnienia,
  • identyfikacji produktów polimeryzacji oraz ich podstawowych cech fizyko-chemicznych,
  • polimeryzacji rodnikowej i jonowej pod wysokim ciśnieniem, w różnych warunkach termodynamicznych,
  • sieciowaniu 1,4-cis-poliizoprenu i polibutadienu w warunkach wysokiej kompresji.

W celu opisu kinetyki reakcji polimeryzacji zamierzamy przeprowadzić pomiary dielektryczne oraz w podczerwieni w bardzo wysokich ciśnieniach (konieczne do tego są diamentowe kowadła, które zamierzamy kupić w ramach tego projektu). Poprzez skorelowanie tych dwóch technik pomiarowych możliwe będzie określenie związku pomiędzy stopniem przereagowania monomeru (pomiary w podczerwieni) i lepkością układu (pomiary dielektryczne), co w konsekwencji umożliwi nam dobranie optymalnych warunków reakcji (tak, by otrzymać polimery o bardzo dużych masach cząsteczkowych w relatywnie krótkim czasie). Ponadto mamy nadzieję, że badania w podczerwieni pozwolą nam przybliżyć się do poznania mechanizmu reakcji polimeryzacji indukowanej tylko i wyłącznie wysokim ciśnieniem.

Chcielibyśmy również wyznaczyć energie i objętości aktywacji dla reakcji prowadzonej w różnych warunkach termodynamicznych, w celu pełnego scharakteryzowania mechanizmu polimeryzacji. 

W ramach tego projektu pragniemy także skupić się na wpływie wysokiego ciśnienia na sieciowanie poliizoprenu, polibutadienu oraz poliakryanów. Ostatnio pojawiło się kilka prac poświęconych temu zagadnieniu. Jednakże zakres ciśnień użytych przez autorów nie był duży (maksymalnie p=600 MPa). Ponadto, zupełnie nie poruszyli oni problemu szybkości reakcji i stopnia sieciowania w zależności od warunków termodynamicznych, a zagadnienie to wydaje się niezwykle ważne z uwagi na fakt, iż właściwości polimerów zależą w dużym stopniu od stopnia ich usieciowania. Poza opisem kinetyki reakcji polimeryzacji prowadzonej w warunkach wysokiej kompresji zamierzamy sprawdzić, czy ciśnienie faworyzuje formowanie się jednej, określonej struktury polimeru. Warto nadmienić, że w literaturze są doniesienia wskazujące, że poprzez zwiększanie ciśnienia można przesunąć reakcję w kierunku tworzenia konkretnego, dobrze zdefiniowanego polimeru. Dobrym przykładem ilustrującym ten typ polimeryzacji jest wysokociśnieniowa synteza polietylenu o wysokiej i niskiej gęstości (HDPG i LDPE). Planujemy kontynuować ten typ badań zapoczątkowany przez grupę Profesora Biniego z Florencji. Chcielibyśmy sprawdzić również, czy poprzez kompresję styrenu lub metakrylanu metylu uda nam się otrzymać polimery o strukturze syndio-, izo- lub ataktycznej.

Jesteśmy przekonani, że nasze badania nad wysokociśnieniową polimeryzacją inicjowaną rodnikowo, jonowo, bądź tylko poprzez kompresję, stanowić będą istotny wkład w rozwój tej dziedziny nauki. Ponadto umożliwią nam określenie momentu, w którym mechanizm reakcji zmienia się z tzw. mass controlled na diffusion controlled, co pozwoli nam dobrać optymalne warunki polimeryzacji (p,T) tak, aby otrzymywać polimery o bardzo wysokich masach cząsteczkowych, w relatywnie krótkim czasie. Rezultaty prowadzonych badań mogą w przyszłości skutkować rozwijaniem nowych metod syntezy materiałów polimerowych, całkowicie bezpiecznych dla środowiska. 

Free business joomla templates

Distributed by SiteGround