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Air templated macroporous polymers
Mohammad Jalalian
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (Dissertationsgebiet: Chemie)
Betreuer*in
Alexander Bismarck
DOI
10.25365/thesis.58137
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13409.66500.203270-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Konventionell makroporöse Polymere wurden durch Blas- oder Templatverfahren hergestellt, was die Verwendung von Treibmitteln oder Templatmaterialien erfordert, die
die Kosten für die Herstellung der Schäume erhöhen und Umweltprobleme verursachen können. Hier wurde das Verfahren zur Herstellung von Milchcreme nachgeahmt: Luft wurde in flüssigen Harzen oder Monomeren geschlagen, um stabile Schaumstoffe zu erzeugen, die anschließend gehärtet oder vernetzt wurden, um makroporöse Materialien herzustellen. Eine wässrige Lösung von Phenolresol, Katalysator und Tensid wurde mechanisch aufgeschäumt und anschließend gehärtet, um makroporöse Phenolplatten mit einer Größe von 400 mm × 400 mm × 50 mm herzustellen. Die Dichte der offenen porösen Schaumstoffe wurde durch Variation der Aufschlaggeschwindigkeit und -zeit auf 440 kg/m³ bis 180 kg/m³ eingestellt. Die Phenolschäume wurden pyrolysiert, um Kohlenstoffschaumplatten mit einer Kohlenstoffausbeute von 48% herzustellen. Schwarzlauge, ein wässriges Kraftmühlen-Nebenprodukt, wurde aufgeschäumt; Die Vernetzung des Lignins führte zu einem biobasierten Schaum. Eine Erhöhung der Viskosität (nämlich der Konzentration des gelösten Stoffes) in der
Ligninlösung führte zu einer Erhöhung der Dichte und einer Verringerung der Porengrößen der Schäume. Die Ligninschäume wurden pyrolysiert, um Kohlenstoffschäume herzustellen, wobei die Form und die poröse Struktur des
Ligninschaumvorläufers beibehalten wurde. Um die Vielseitigkeit des Luft Templatverfahrens zu demonstrieren, wurden nichtwässriges Epoxidharz, Härter, Tensid und Silicapartikel mechanisch aufgeschäumt und gehärtet, mit dem Ziel Epoxidverbundschäume herzustellen. Die Siliciumdioxidpartikel müssen der Harzmischung zugesetzt werden, um die Viskosität der Formulierung zu erhöhen und somit die flüssigen Schaumstoffe für das Aushärten bei erhöhter Temperatur zu stabilisieren. Die Erhöhung des Siliciumdioxidpartikelanteils in der Formulierung führte
zu einer Erhöhung der Schaumdichte und einer Abnahme der durchschnittlichen Porengröße der Epoxidschäume.
Abstract
(Englisch)
Conventionally macroporous polymers are produced by blowing or templating methods, requiring the use of blowing agents or templating materials, which do increase
the production cost of foams and could cause environmental issues. Here the procedure for producing dairy cream was mimicked: air was whipped into liquid resins or monomers to produce stable froths, which were subsequently cured or crosslinked to produce macroporous materials. Aqueous solution of phenolic resole, catalyst and
surfactant was mechanically frothed and subsequently cured to produce macroporous phenolic panels with a size of 400 mm × 400 mm × 50 mm. The density of the open
porous foams was controlled from 440 kg/m³ to 180 kg/m³ by controlling the whipping speed and time. The phenolic foams were pyrolysed to produce carbon foams panels
with a carbon yield of 48%. Black liquor, an aqueous kraft mill by-product, was frothed; the crosslinking of the lignin resulted in stable biobased foams. Increasing the viscosity
(by increasing the solute concentration) in the lignin solution led to an increased foam density and decreased pore sizes. The lignin foams were pyrolysed to produce carbon foams, retaining the shape and pore structure of the lignin foam precursor. To demonstrate the versatility of air templating method, non-aqueous epoxy resin, hardener, surfactant and silica particles were mechanically frothed and cured to produce epoxy composite foams. The silica particles had to be added into the resin mixture to increase the viscosity of the formulation and, thus, stabilize the liquid froths for curing at elevated temperature. Increasing the silica loading in the formulation led to
an increase of the foam density and decrease of the average pore size of the epoxy foams.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Air templating Macroporous polymers Phenolic foam Lignin foam Epoxy foam Charbonisation
Schlagwörter
(Deutsch)
Templating mit Luft makroporöse Polymere Phenolschaum Ligninschaum Epoxidschaum Charbonisierung
Autor*innen
Mohammad Jalalian
Haupttitel (Englisch)
Air templated macroporous polymers
Paralleltitel (Deutsch)
Luftgestützte makroporöse Polymere
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
V, 81 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Michael Silverstein ,
Falk Liebner
Klassifikation
58 Chemische Technik > 58.22 Kunststofftechnologie
AC Nummer
AC15541278
Utheses ID
51341
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 419 |