Multifunkcionális polimer gélek és kompozitok kifejlesztése = Development of multifunctional smart polymer gels and composites

Zrínyi, Miklós and Fábián, Andrea and Filipcsei, Genovéva and Gábor-Hegyi, Béla and Gyenes, Tamás and Kamarásné Csetneki, Ildikó and Sinkó, Katalin and Solt, Hanna and Szilágyi, András Ferenc and Torma, Viktória and Varga, Zsófia (2011) Multifunkcionális polimer gélek és kompozitok kifejlesztése = Development of multifunctional smart polymer gels and composites. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 68750_ZJ1.pdf Download (557kB) | Preview

Abstract

Ferromágneses vagy szuperparamágneses CoO és Co3O4 nanoporok oldatfázisú szintetizálása felületaktív anyagok jelenlétében történt vagy termikus bontással kombinált lecsapásos vagy szol-gél módszerrel. A szol-gél módszer etil-acetát és 1-propanol keverékében eredményezte a legkisebb méretű (átlagosan 85 nm-es) és polidiszperzitású (70-100 nm), egységes alakú, gömbszerű részecskéket. Vizes és organikus közegű stabil mágneses és elektroreológiai folyadékokat is előállítottunk. Vizsgáltuk a reológiai tulajdonságaikat: annak ellenére, hogy az elektro- és magnetosztatika törvényei alapján homogén sztatikus térben hasonló reológiai viselkedés várható, mégis található olyan jelenség, amely – jelenlegi ismereteink szerint - csak az elektroreológia folyadékoknál lép fel. Ilyen például az elektrokonvekció, vagy az általunk részletesen tanulmányozott részecske elektrorotáció. Mágneses- és elektromos térre érzékeny kolloid részecskéket rugalmas polimerbe és polimer gélbe építettük be. Izotróp és anizotróp géleket egyaránt szintetizáltunk, és vizsgáltuk ezek mechanikai és termodinamikai tulajdonságait. Poliszukcinimid- és poliaszparaginsav alapú géleket szintén készítettünk és tanulmányoztuk ezek gélkollapszuson alapuló nyitó-záró mechanizmusát. Vizsgáltuk a duzzadásfok változásának nagyságát, valamint a folyamat kinetikáját. A hálóláncok hidrofil/hidrofób jellegét különböző polaritású molekulák főlánchoz történő ojtásával multifunkcionális polimer géleket lehetett szintetizálni. | In the present work, CoO and Co3O4 nanoparticles were synthesized by various liquid-phase methods, namely, coprecipitation and sol-gel techniques combined with thermal decomposition. The best result (130-230 nm) could be achieved by application of cobalt nitrate, a carbonate agent and PDMS of 550 g mol-1. In the sol-gel procedures, the use of ethyl acetate yielded the finest particles with mean diameter of 85 nm and a narrow polydispersity (70-100 nm). The sol-gel method results in more spherical shaped and uniform particles, than those produced by coprecipitation. We have prepared magnetorheological and electrorheological fluids and studied the rheological behaviour as a function of external applied field. Isotropic and highly anisotropic magnetic field responsive gels were prepared and the deformation and the swelling under external fields were investigated on the basis of thermodynamic arguments. Chemically cross-linked poly(aspartic acid) (PASP) gels were prepared by the hydrolysis of poly(succinimide) (PSI). The PSI chains were cross-linked by natural amines and amino acid derivatives to obtain biodegradable, biocompatible hydrogels. The gels show a volume phase transition around the pK values of PASP. The most important network parameters were determined by a modified version of the Brannon–Peppas–Peppas theory. Kinetics of hydrolysis induced swelling as well as pure swelling of PSI and PASP gels were studied.

Actions (login required)

Edit Item