Μελέτη επί τόπου πολυμερισμού ουρίας φορμαλδεΰδης με στόχο την ανάπτυξη συστημάτων αυτο-ίασης (self-healing) - Τζαβίδη, Σοφία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών, 2018)
Η ανάπτυξη συστημάτων αυτοΐασης (self-healing systems) αποτελεί μια υποσχόμενη τεχνολογία που προσφέρει τη δυνατότητα αυτόνομης επούλωσης ρωγμών και μπορεί να αυξήσει το χρόνο χρήσης των προστατευτικών επικαλύψεων. Πιο συγκεκριμένα, τα συστήματα πολυμερικών μικροκαψουλών (polymeric microcapsules) που περιέχουν επουλωτικούς παράγοντες και γενικότερα η τεχνολογία του μικροεγκλεισμού αποτελούν σημαντική κατηγορία συστημάτων αυτοΐασης, ωφελώντας σημαντικά τα σύνθετα και προηγμένα υλικά. Στόχος της μεταπτυχιακής αυτής εργασίας ήταν η παραγωγή μικροκαψουλών πολυ(ουρίας-φορμαλδεΰδης) (ΡUF) με εγκλεισμένη εποξειδική ρητίνη διγλυκιδυλαιθέρα δισφαινόλης Α (DGEBPA) χρησιμοποιώντας την τεχνική του επί τόπου πολυμερισμού (in situ polymerization). Πραγματοποιήθηκε μελέτη της επίδρασης κρίσιμων παραμέτρων της διεργασίας πολυμερισμού ως προς τα χαρακτηριστικά των μικροκαψουλών (μορφολογία, μέγεθος, απόδοση εγκλεισμού, θερμικές ιδιότητες). Πιο αναλυτικά, εξετάστηκε διεργασία πολυμερισμού ενός και δύο σταδίων, με χρήση ομογενοποιητή και μηχανικής ανάδευσης για το στάδιο της γαλακτωματοποίησης. Η διεργασία ενός σταδίου με χρήση μηχανικής ανάδευσης για τη γαλακτωματοποίηση αποδείχτηκε πιο αποτελεσματική μέθοδος σε σχέση με τη διεργασία δύο σταδίων. Επιπλέον, στη διεργασία ενός σταδίου η χρήση ομογενοποιητή κατά την γαλακτωματοποίηση οδήγησε σε καλύτερα αποτελέσματα. Η διεργασία ενός σταδίου με χρήση διαλύτη/αραιωτικού μέσου για την εποξειδική ρητίνη και γαλακτωματοποίηση με ομογενοποιητή παρουσίασε σταθμική απόδοση υψηλότερη από 64 % και απόδοση εγκλεισμού ρητίνης 56-72 %. Η παρουσία της εγκλεισμένης ρητίνης (DGEBPA) υποδεικνύεται από την ύπαρξη των χαρακτηριστικών κορυφών της DGEBPA στα γραφήματα FTIR των δειγμάτων. Η ηλεκτρονιακή μικροσκοπία σάρωσης (SEM) έδειξε μορφολογία πολυμερικών μικροκαψουλών με μέση διάμετρο 60-150 μm και τραχειά επιφάνεια. Τέλος, πραγματοποιήθηκε μελέτη σταθερότητας των παραχθέντων μικροκαψουλών σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα. Η απόδοση εγκλεισμού βρέθηκε να μειώνεται στη σταθερή τιμή 30 % μετά το πέρας τεσσάρων εβδομάδων, λόγω της διάχυσης της ρητίνης μέσω του κελύφους των μικροκαψουλών.