Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38392Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Τόσκα, Χαρίκλεια | el |
| dc.contributor.author | Toska, Charikleia | en |
| dc.date.accessioned | 2024-09-19T10:44:47Z | - |
| dc.date.available | 2024-09-19T10:44:47Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38392 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.18097 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Βιοβασιζόμενα πολυμερή | el |
| dc.subject | Πολυμερή από ανανεώσιμους πόρους | el |
| dc.subject | Πολυμερικά μίγματα | el |
| dc.subject | πολυ(2,5-φουρανοδικαρβοξυλικός 1,3-προπυλενεστέρας) | el |
| dc.subject | Πολυεστέρες | el |
| dc.subject | Biobased polymers | en |
| dc.subject | Polymers from renewable resources | en |
| dc.subject | Polymer blends | en |
| dc.subject | Poly(1,3-propylene 2,5-furandicarboxylate) | en |
| dc.subject | Polyesters | en |
| dc.subject | FDC | en |
| dc.title | Παρασκευή και μελέτη νέων μιγμάτων του βιοβασιζόμενου πολυμερούς πολυ(2,5-φουρανοδικαρβοξυλικού προπυλενεστέρα) | el |
| dc.title | Preparation and study of new blends of the biobased polymer poly(propylene 2,5-furandicarboxylate) | en |
| dc.type | masterThesis | en |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.classification | Χημεία Πολυμερών | el |
| heal.classification | Polymers Chemistry | en |
| heal.dateAvailable | 2024-09-19T10:45:47Z | - |
| heal.language | el | el |
| heal.access | free | el |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών | el |
| heal.publicationDate | 2024-09 | - |
| heal.abstract | Τα τελευταία χρόνια, η προσοχή έχει στραφεί στη βιώσιμη ανάπτυξη νέων «πράσινων» υλικών που θα είναι σε θέση να αντικαταστήσουν τα υπάρχοντα πετροχημικά. Τα πολυμερή από ανανεώσιμους πόρους ή βιοβασιζόμενα πολυμερή είναι υλικά με χαμηλό αποτύπωμα άνθρακα και φαίνεται πως μπορούν να συμβάλλουν σημαντικά στην αντιμετώπιση του προβλήματος της εξάντλησης των ορυκτών πόρων. Ένα από τα πιο σημαντικά μονομερή που προέρχονται από βιομάζα είναι το 2,5-φουρανοδικαρβοξυλικό οξύ (FDCA), ένα αρωματικό μονομερές από ανανεώσιμους πόρους. Οι πολυ(2,5-φουρανοδικαρβοξυλικοί αλκυλενεστέρες) (PAFs) είναι αλειφαρωματικοί θερμοπλαστικοί πολυεστέρες, που προέρχονται από FDCA. Θεωρούνται οι βιοβασιζόμενοι ανταγωνιστές των πολυ(τερεφθαλικών αλκυλενεστέρων) (PATs) και αναμένεται να διαδραματίσουν βασικό ρόλο στη βιοοικονομία. Το κύριο πολυμερές της παρούσας εργασίας, ο πολυ(2,5-φουρανοδικαρβοξυλικός προπυλενεστέρας) (PPF) ανήκει στους PAFs. Το PPF κρυσταλλώνεται πολύ πιο αργά σε σύγκριση με τους άλλους δύο γνωστότερους PAFs, τον πολυ(2,5-φουρανοδικαρβοξυλικό αιθυλενεστέρα) (PEF) και τον πολυ(2,5-φουρανοδικαρβοξυλικό βουτυλενεστέρα) (PBF). Στο πρώτο μέρος της παρούσας εργασίας, έγινε μελέτη της μη ισόθερμης κρυστάλλωσης ενός PAT, του πολυ(τερεφθαλικού προπυλενεστέρα) (PPT), από το τήγμα σε ένα μεγάλο εύρος ρυθμών ψύξης με διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC). Το PPT αποτελεί το τερεφθαλικό ομόλογο του κύριου πολυμερούς της εργασίας, του PPF και παρουσιάζει γρήγορη κρυστάλλωση, σε αντίθεση με το PPF που είναι εξαιρετικά αργό. Τα μίγματα PPF/PPT δυνητικά έχουν σημαντικό βιομηχανικό ενδιαφέρον και καθώς το PPT είναι το συστατικό που αναμένεται να κρυσταλλώνεται στα μίγματα αυτά, η κατανόηση της συμπεριφοράς του έχει ιδιαίτερη βαρύτητα για τα μίγματα και τη δυνατότητα βιομηχανικών εφαρμογών τους. Η κρυστάλλωση του PPT διερευνήθηκε υπό δυναμικές συνθήκες, που έχουν πρακτικό ενδιαφέρον στις βιομηχανικές διεργασίες μορφοποίησης των πολυμερών. Αντίστοιχα σημαντική είναι η κρυστάλλωση του πολυ(τερεφθαλικού αιθυλενεστέρα) (PET) για τα μίγματα PPF/ΡΕΤ, ωστόσο έχει μελετηθεί εκτενώς στο παρελθόν. Για τη μελέτη της κινητικής της μη ισόθερμης κρυστάλλωσης του PPT εφαρμόστηκαν αρκετά θεωρητικά μοντέλα, όπως η τροποποιημένη εξίσωση Avrami και η εξίσωση Ozawa. Η αποτελεσματική ενέργεια ενεργοποίησης, ΔΕx, της μη ισόθερμης κρυστάλλωσης προσδιορίστηκε με χρήση της εξίσωσης Kissinger και της διαφορικής μεθόδου ισομετατροπής Friedman. Η ΔΕx παρουσίασε εξάρτηση από τον βαθμό μετατροπής Χ%, άρα ο μηχανισμός κρυστάλλωσης είναι περίπλοκος. Η κρυστάλλωση φάνηκε να διευκολύνεται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας, έγινε μελέτη της αναμιξιμότητας δυαδικών μιγμάτων του PPF με άλλους, κατά κύριο λόγο, τερεφθαλικούς πολυεστέρες που παρουσιάζουν εμπορικό ενδιαφέρον. Η κρυστάλλωση στα μίγματα μελετήθηκε με DSC υπό δυναμικές συνθήκες, με θέρμανση από την υαλώδη κατάσταση. Ενδείξεις αναμιξιμότητας στα μίγματα αποτελούν η παρουσία μίας μετάβασης υάλου (Tg) εξαρτώμενης από τη σύσταση, η περιορισμένη τάση κρυστάλλωσης και η μείωση στη θερμοκρασία τήξης (Tm) του ενός συστατικού με αύξηση του ποσοστού του δεύτερου συστατικού. Τα μίγματα του PPF με το PET, τον πιο γνωστό τερεφθαλικό πολυεστέρα, έδωσαν ένα μερικώς αναμίξιμο σύστημα. Για κάθε σύσταση παρατηρήθηκε μία Tg, η τιμή της οποίας εξαρτάται από τη σύσταση, με εξαίρεση τις συστάσεις PPF/PET 50/50 και 40/60 όπου παρατηρήθηκαν δύο μεταβάσεις υάλου οι οποίες παρουσίασαν σύγκλιση. Tα μίγματα του PPF με το PPT, έδωσαν επίσης ένα μερικώς αναμίξιμο σύστημα. Για τις περισσότερες συστάσεις παρατηρήθηκαν δύο Tg, οι τιμές των οποίων εξαρτώνταν από τη σύσταση και παρουσίασαν σύγκλιση. Το PPF, το οποίο δεν κρυσταλλώνει καθόλου κατά τη θέρμανση με 20°C/min, κρυστάλλωσε στα μίγματά του με το PPT, καθώς οι κρύσταλλοι PPT φαίνεται να προάγουν την κρυστάλλωση του PPF. Τέλος, τα μίγματα του PPF με το βιοδιασπώμενο πολυ(γαλακτικό οξύ) (PLA) δεν παρουσίασαν αναμιξιμότητα, καθώς παρατηρήθηκαν δύο Tg που δεν παρουσίασαν σύγκλιση. Η μελέτη με περίθλαση ακτινών-Χ ευρείας γωνίας (WAXD) έδειξε κάθε φορά ότι στα μίγματα σχηματίζεται μίγμα κρυστάλλων των συστατικών και όχι κρύσταλλοι του μίγματος, ενώ η κρυσταλλικότητα περιορίζεται στις ενδιάμεσες συστάσεις. | el |
| heal.abstract | In recent years, new "green" materials that will be able to replace the existing petrochemicals are attracting increasing attention. Polymers from renewable resources or biobased polymers are materials with low carbon footprint, and it seems that they can contribute to addressing the problem of the depletion of fossil resources. One of the most important monomers derived from biomass is 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA), an aromatic monomer from renewable resources. Poly(alkylene 2,5-furandicarboxylates) (PAFs) are aliphatic thermoplastic polyesters, derived from FDCA and are expected to play a key role in the bioeconomy. They are considered the biobased competitors of poly(alkylene terephthalates) (PATs). The main polymer studied in this work, poly(propylene 2,5-furandicarboxylate) (PPF) is a PAF. PPF crystallizes much more slowly compared to the other two better known PAFs, poly(ethylene 2,5-furandicarboxylate) (PEF) and poly(butylene 2,5-furandicarboxylate) (PBF). In the first part of this thesis, the non-isothermal crystallization of a PAT, namely poly(propylene terephthalate) (PPT), was studied from the melt over a wide range of cooling rates via differential scanning calorimetry (DSC). PPT is the terephthalate counterpart of PPF, which is the main polymer of this work, and exhibits rapid crystallization, unlike PPF which is extremely slow. PPF/PPT blends are potentially of significant industrial interest and as PPT is the component expected to crystallize in these blends, understanding its behavior is of particular importance for the potential industrial applications of the blends. The crystallization of PPT was studied under dynamic conditions, which are of practical interest in industrial polymer shaping processes. Correspondingly, the crystallization of PET is also important for PPF/PET blends, however, it has already been extensively studied. Several theoretical models, such as the modified Avrami equation and the Ozawa equation, were applied to study the kinetics of non-isothermal crystallization of PPT. The effective activation energy, ΔEx, of non-isothermal crystallization was determined using the Kissinger equation and the differential isoconversional method of Friedman. ΔEx showed a dependence on the degree of conversion X%, so the crystallization mechanism is complex. Crystallization appeared to be facilitated at lower temperatures. In the second part of this thesis, the miscibility of binary blends of PPF with other, mainly terephthalate, polyesters of commercial interest was investigated. Crystallization in the blends was studied via DSC under dynamic conditions, by heating from the glassy amorphous state. Τhe presence of a composition-dependent glass transition temperature (Tg), a limited tendency for crystallization and a decrease in the melting temperatures (Tm) with increasing content of the other blend component are indications of miscibility in the blends. Blending PPF with PET, the best-known terephthalate polyester, yielded a partially miscible system. One composition-dependent Tg was observed each time, with the exception of the PPF/PET 50/50 and 40/60 blends where two Tgs that showed convergence were observed. Blending PPF with PPT also yielded a partially miscible system. For most blends two composition-dependent Tgs were observed, which showed convergence. Although neat PPF does not crystallize at all when heated at 20°C/min, it crystallized in its blends with PPT, as PPT crystals seem to promote PPF crystallization. Finally, blends of PPF with biodegradable poly(lactic acid) (PLA) did not show miscibility, as two non-convergent Tgs were observed. By means of wide-angle X-ray diffraction (WAXD) it was shown that in each case a mixture of crystals of the components and not crystals of the mixture were formed in the blends, while the degree of crystallinity was lower in intermediate compositions. | en |
| heal.advisorName | Παπαγεωργίου, Γεώργιος | el |
| heal.committeeMemberName | Αχιλιάς, Δημήτριος | el |
| heal.committeeMemberName | Μπικιάρης, Δημήτριος | el |
| heal.committeeMemberName | Παπαγεωργίου, Γεώργιος | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.numberOfPages | 160 | el |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΧΗΜ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. Τόσκα Χαρίκλεια (2024).pdf | 3.24 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
