Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T390 |
Tehnološke vede |
Polimerska tehnologija, biopolimeri |
| P370 |
Naravoslovno-matematične vede |
Makromolekularna kemija |
Sinteza, karakterizacija, soodvisnost strukture in lastnosti polimerov, funkcionalni polimeri, polimerni tekoči kristali, prepletene polimerne mreže, konjugirani polimeri, recikliranje polimernih materialov.
Raziskovalci (15)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
20.996 |
Povzetek
Čedalja večja poraba polimernih materialov temelji predvsem na njihovih čedalje boljših lastnostih, ki pa so še vedno precej slabše od optimalnih, teoretično predvidenih lastnosti. Poti do izboljšanih lastnosti so povezane z načinom sinteze in predelave, ki določajo strukturo in uporabne lastnosti; z drugimi besedami, govorimo o načrtovanju oz. oblikovanju makromolekul ("macromolecular design"). Namen in cilj predlaganega programa je sinteza polimerov s posebnimi lastnostmi z definirano oz. vnaprej predvideno strukturo in ugotavljanje korelacij med strukturo polimera in njegovimi lastnostmi. V okviru programa "Oblikovanje polimerov" bomo raziskovali sintezo in karakterizacijo polimerov z vnaprej predvideno strukturo in lastnostmi, sintetizirali pa jih bomo po mehanizmu stopenjske ali verižne polimerizacije. Sinteza običajno poteka preko funkcionalnih polimerov, ki so lahko končni cilj sinteze ali pa so prva faza za sintezo polimerov s posebnimi lastnostmi. Pri tem funkcionalne skupine na polimerni verigi lahko reagirajo s specifičnimi reaktanti, se povezujejo med seboj z molekularnimi interakcijami ali pa pride do specifičnega molekularnega razpoznavanja med posameznimi funkcionalnimi skupinami, kar vse omogoča pripravo polimerov z izboljšanimi lastnostmi. To so npr. polimerne mešanice, prepletene polimerne mreže, amfofilni in dvofazni sistemi (ionomeri, blokkopolimeri), polimeri s posebnimi optičnimi, magnetnimi ali električnimi lastnostmi (polimeri s tekočekristalnimi lastnostmi, prevodni polimeri). Raziskave v okviru programa bodo potekale na področju funkcionalnih polimerov poliuretanskega (PU) in akrilatnega tipa (tekočekristalinični PU, PU ionomeri, prepletene polimerne mreže na osnovi akrilatov in PU), polprevodnih in prevodnih konjugiranih polimerov (polianilini, poliacetileni), naše znanje pa bomo uporabili tudi na sistemih, ki so oz. bodo zanimivi za industrijo polimerne branže v Sloveniji (epoksidi, poliestri, fenolne smole itd.). V okviru programa bo potekalo tudi aktivno delo na področju recikliranja polimernih materialov. Pri delu bo sodelovalo večje število slovenskih podjetij kot tudi drugih vladnih in nevladnih organizacij. Raziskovalno delo bo usmerjeno v kemijsko reciklažo kondenzacijskih polimerov (PET, poliamid). Poudarek bo na uporabi inovativnih metod mikrovalovne tehnike. Za določitev vpliva spremenljivk pri sintezi na strukturo polimera in povezave med strukturo in funkcionalnimi lastnostmi polimera je pomembna izbira ustreznih metod karakterizacije. Za spremljanje poteka polimerizacije, določitev strukture polimerov, njihove molske mase ter termičnih lastnosti in sprememb bomo uporabili moderne instrumentalne tehnike visoke zmogljivosti, kot so: spektroskopija (NMR, FTIR), rentgenska difrakcija, izključitvena kromatografija (SEC, SEC-MALS), sipanje svetlobe (LS), diferenčna dinamična kalorimetrija in polarizacijska mikroskopija. Sintetiziranim polimerom bomo določili tudi uporabne lastnosti kot so električna in fotoprevodnost, elektroluminiscenca, mehanske lastnosti ipd.
Pomen za razvoj znanosti
Področje polimerne znanosti je v polnem razmahu in intenzivnem razvoju posameznih, za tehnološko izkoriščanje najbolj obetavnih področij. Med le-ta se uvršča tudi področje polimerov, ki se odlikujejo s posebnimi lastnostmi. Raziskave poliuretanov s posebnimi lastnostmi so zaradi kompleksnosti sistemov, ki je povezana s polarno naravo poliuretanske verige in interakcijami med verigo in funkcionalnimi skupinami ter med samimi funkcionalnimi skupinami, zaživele šele v zadnjem času, tako da se z našimi izsledki na področju PU s tekočekristalnimi lastnostmi, PU ionomerov in prepletenih polimernih mrež vključujemo v najbolj aktualne raziskave mednarodnega znanstvenega pomena in v svetovno zakladnico znanja. Področje konjugiranih polimerov je razmeroma mlado, kljub temu pa je število objav in patentov veliko, kar kaže na intezivnost raziskav na tem področju. Cilj raziskav, v katere se vključujemo s sintezo substituiranih polianilinov in poliacetilenov, je optimizacija lastnosti poznanih polimerov in sinteza novih polimerov z izboljšanimi uporabnimi lastnostmi. Na nekaterih od omenjenih raziskav sodelujemo z univerzami in inštituti v tujini.
Pomen za razvoj Slovenije
Slovenska kemijska industrija ustvarja velik delež narodnega dohodka na področju polimernih materialov (44% prihodka kemijske industrije v letu 1997), število raziskovalcev in strokovnjakov, ki delujejo na tem področju, pa je odločno premajhno. Program "Oblikovanje polimerov" je zasnovan tako, da ob vključevanju v najbolj aktualne raziskave v svetu, katerih skupni cilj je razvoj novih polimernih materialov z izboljšanimi lastnostmi, ustvarja novo znanje, ki je potrebno za napredek slovenske industrije in za vzgojo kadrov. Nadaljevali bomo trajno usmeritev skupine, da znanje in izkušnje, ki jih pridobimo pri temeljnih raziskavah, prenašamo na področja, ki so zanimiva za slovensko polimerno industrijo (predvsem PU, akrilatni in poliestrski sistemi ter duromerne in epoksidne smole). S partnerji iz industrije tako sodelujemo pri razvoju novih produktov in optimiranju obstoječih v okviru aplikativnih in razvojnih projektov, zelo pogosto pa tudi pri pri reševanju njihovih aktualnih problemov. Za Slovenijo je posebnega pomena delo na področju recikliranja polimernih materialov, ker bodo z novo zakonodajo vpeljane stroge zahteve glede ravnanja s polimernimi odpadki. Na tem področju v RS še nimamo potrebnega znanja in infrastrukture, kar lahko negativno vpliva na konkurenčnost slovenske industrije, ki proizvaja ali uporablja polimerne materiale. Kot doslej bomo v raziskovalno delo vključevali mlade raziskovalce, ki se bodo po končanem izobraževanju in po pridobljenih akademskih stopnjah z novim znanjem lahko kvalificirano vključili v razvojno delo v industriji.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
