Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/40073Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Εξάρχου, Βασιλική | el |
| dc.date.accessioned | 2026-05-26T08:39:25Z | - |
| dc.date.available | 2026-05-26T08:39:25Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/40073 | - |
| dc.rights | CC0 1.0 Universal | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | * |
| dc.subject | PBT | en |
| dc.subject | Κρυστάλλωση | el |
| dc.subject | DSC | en |
| dc.subject | XRD | en |
| dc.subject | Κινητική Avrami | el |
| dc.subject | Βιοπλαστικά | el |
| dc.subject | Θερμική ανάλυση | el |
| dc.title | Πειραματική προσομοίωση και υπολογιστική μελέτη της διεργασίας κρυστάλλωσης του πολυ(τερεφθαλικού βουτυλενεστέρα) (PBT) | el |
| dc.title | Experimental Emulation and Computational Study of the Crystallization Process of poly(butylene terephthalate) (PBT) | en |
| dc.type | masterThesis | en |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.classification | Πολυμερή | el |
| heal.dateAvailable | 2026-05-26T08:40:25Z | - |
| heal.language | el | el |
| heal.access | free | el |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών | el |
| heal.publicationDate | 2026-05-22 | - |
| heal.abstract | Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη διεξοδική μελέτη της κρυστάλλωσης του πολυ(τερεφθαλικού βουτυλενεστέρα) (PBT), ενός ημικρυσταλλικού θερμοπλαστικού πολυεστέρα με ευρύτατες τεχνικές εφαρμογές λόγω της εξαιρετικής θερμικής και μηχανικής του σταθερότητας. Στο πλαίσιο της παγκόσμιας στροφής προς τη βιώσιμη ανάπτυξη, η μελέτη περιλαμβάνει επίσης την εξέταση των βιολογικής προέλευσης (bio-based) πολυμερών και των προκλήσεων που σχετίζονται με την αντικατάσταση των ορυκτών πόρων από ανανεώσιμες πηγές βιομάζας. Ο PBT ανήκει στην οικογένεια των τερεφθαλικών πολυεστέρων και συντίθεται μέσω πολυσυμπύκνωσης του τερεφθαλικού οξέος (PTA) ή του διμεθυλεστέρα του (DMT) με 1,4- βουτανοδιόλη (BDO). Το υλικό χαρακτηρίζεται από υψηλή ταχύτητα κρυστάλλωσης, γεγονός που του προσδίδει πλεονεκτήματα στη βιομηχανική επεξεργασία, όπως ο μειωμένος χρόνος στερεοποίησης στα καλούπια. Για τον χαρακτηρισμό του PBT χρησιμοποιήθηκαν προηγμένες πειραματικές τεχνικές: Περίθλαση Ακτινών Χ (XRD): Εφαρμόστηκε για τον προσδιορισμό της κρυσταλλικής δομής και του βαθμού κρυσταλλικότητας. Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης (DSC): Αποτέλεσε το κύριο εργαλείο για τη μελέτη της θερμικής συμπεριφοράς, επιτρέποντας την καταγραφή των φαινομένων τήξης και κρυστάλλωσης. Η έρευνα εστίασε τόσο στην ισόθερμη όσο και στη μη ισόθερμη κρυστάλλωση από το τήγμα: Ισόθερμη Κρυστάλλωση: Αναλύθηκε με εφαρμογή του προτύπου του Avrami και της θεωρίας των Lauritzen-Hoffman. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι με αύξηση της θερμοκρασίας μειώνεται η τιμή της σταθεράς Avrami γεγονός που υποδηλώνει μείωση της ταχύτητας κρυστάλλωσης. Το ίδιο παρατηρήθηκε και άμεσα από τα πειραματικά αποτελέσματα και συγκεκριμένα από την αύξηση της ημιπεριόδου κρυστάλλωσης, δηλαδή του χρόνου για να επιτευχθεί 50% σχετικός βαθμός κρυσταλλικότητας, με αύξηση της θερμοκρασίας. Στο διάγραμμα Lauritzen–Hoffman (L-H) δεν παρατηρήθηκε κάποια αλλαγή κλίσης στο αντίστοιχο εύρος θερμοκρασιών όπου μελετήθηκε η κρυστάλλωση, συνεπώς δεν υπάρχει κατά τα φαινόμενα αλλαγή καθεστώτος κρυστάλλωσης. Μη Ισόθερμη Κρυστάλλωση: Μελετήθηκε σε εύρος ρυθμών ψύξης από 1.57 έως 20 °C/min. Διαπιστώθηκε ότι με την αύξηση του ρυθμού ψύξης, οι κορυφές κρυστάλλωσης μετατοπίζονται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες λόγω του περιορισμένου χρόνου για μοριακή αναδιάταξη και σχηματισμό πυρήνων. Ωστόσο, χαμηλότερη θερμοκρασία κρυστάλλωσης σημαίνει αυξημένη υπέρψυξη (ΔΤ=Tmo - Tc), που με τη σειρά της οδηγεί σε μεγαλύτερη ταχύτητα κρυστάλλωσης. Δηλαδή η ταχύτητα κρυστάλλωσης αυξάνεται με αύξηση του ρυθμού ψύξης. Ενέργεια Ενεργοποίησης: Χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Friedman για τον υπολογισμό της αποτελεσματικής ενέργειας ενεργοποίησης της μη ισόθερμης κρυστάλλωσης του ΡΒΤ κατά την ψύξη. Η Ενέργεια Ενεργοποίησης βρέθηκε να μειώνεται (κατά απόλυτη τιμή) με αύξηση του βαθμού κρυσταλλικότητας και με μείωση της θερμοκρασίας . Αυτό δείχνει ότι η κρυστάλλωση γίνεται πιο εύκολη λόγω αυξημένης υπέρψυξης και ύπαρξης πυρήνων. Συμπεράσματα και Προοπτικές: Η μελέτη επιβεβαιώνει ότι η θερμική ιστορία και ο ρυθμός ψύξης καθορίζουν τη μορφολογία του PBT, επηρεάζοντας άμεσα τις τελικές ιδιότητες του προϊόντος, όπως η σκληρότητα και η διαφάνεια. Η κατανόηση αυτών των μηχανισμών είναι κρίσιμη για τη βελτιστοποίηση των βιομηχανικών διεργασιών. | el |
| heal.abstract | This thesis focuses on the thorough study of the crystallization of poly(butylene terephthalate) (PBT), a semi-crystalline thermoplastic polyester with wide-ranging technical applications due to its excellent thermal and mechanical stability. In the context of the global shift toward sustainable development, the study also includes an examination of bio-based polymers and the challenges associated with replacing fossil resources with renewable biomass sources. PBT belongs to the family of terephthalic polyesters and is synthesized through the polycondensation of purified terephthalic acid (PTA) or its dimethyl ester (DMT) with 1,4-butanediol (BDO). The material is characterized by a high crystallization rate, which provides advantages in industrial processing, such as reduced solidification time in molds. Advanced experimental techniques were used for the characterization of PBT: X-Ray Diffraction (XRD): Applied to determine the crystalline structure and the degree of crystallinity. Differential Scanning Calorimetry (DSC): This served as the primary tool for studying thermal behavior, allowing for the recording of melting and crystallization phenomena. The research focused on both isothermal and non-isothermal crystallization from the melt: Isothermal Crystallization: Analyzed using the Avrami model and the Lauritzen-Hoffman theory. The results showed that an increase in temperature leads to a decrease in the Avrami constant value, indicating a reduction in the crystallization rate. This was also directly observed from the experimental results, specifically by the increase in the crystallization half- life (t1/2)—the time required to reach 50% relative crystallinity—as temperature increased. In the Lauritzen–Hoffman (L-H) plot, no change in slope was observed within the studied temperature range; therefore, there appears to be no change in the crystallization regime. Non-Isothermal Crystallization: Studied over a range of cooling rates from 1.57 to 20 °C/min. It was found that as the cooling rate increases, the crystallization peaks shift to lower temperatures due to the limited time available for molecular rearrangement and nucleation. However, a lower crystallization temperature implies increased supercooling (ΔΤ=Tmo - Tc) which in turn leads to a higher crystallization rate. Thus, the crystallization rate increases as the cooling rate increases. Activation Energy: "The Friedman method was used to calculate the effective activation energy of the non-isothermal crystallization of PBT during cooling. The activation energy was found to decrease (in absolute value) with an increase in the degree of crystallinity and a decrease in temperature. This indicates that crystallization becomes easier due to increased supercooling and the presence of nuclei Conclusions and Perspectives: The study confirms that thermal history and cooling rate determine the morphology of PBT, directly affecting the final properties of the product, such as hardness and transparency. Understanding these mechanisms is critical for optimizing industrial processes. | en |
| heal.advisorName | Τερζοπούλου, Ζωή | el |
| heal.committeeMemberName | Τερζοπούλου, Ζωή | el |
| heal.committeeMemberName | Παπαγεωργίου, Γεώργιος | el |
| heal.committeeMemberName | Αχιλιάς, Δημήτριος | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.numberOfPages | 134 | el |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΧΗΜ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΞΑΡΧΟΥ ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΙΔΡΥΜΑΤΙΚΟ ΑΠΟΘΕΤΗΡΙΟ (1).pdf | 4.01 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
