Chemistry Commons^™

การศึกษาเชิงเปรียบเทียบของการแตกตัวเชิงเร่งปฏิกิริยาของไขมันวัวบนแมกนีเซียมออกไซด์และโดโลไมต์ที่ผสมด้วยถ่านกัมมันต์, ภัทราพร พรหมทันต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เน้นศึกษาเชิงเปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยาแมกนีเซียมออกไซด์ แมกนีเซียมออกไซด์ผสมถ่านกัมมันต์ที่อัตราส่วน 1:1 และโดโลไมต์ผสมถ่านกัมมันต์ที่อัตราส่วน 1:1 ซึ่งประกอบด้วยตัวแปรอุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาในช่วง 380 ถึง 440 องศาเซลเซียส ระยะเวลาในการทำปฏิกิริยาในช่วง 30 ถึง 75 นาที ความดันไฮโดรเจน ไม่เติม ถึง 5 บาร์ ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาในช่วงร้อยละ 0.0 ถึง 5.0 โดยน้ำหนัก พบว่า ไม่เติมตัวเร่งปฏิกิริยาหรือการแตกสลายด้วยความร้อน (Thermal Cracking) คือ อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยา 440 องศาเซลเซียส ระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา 45 นาที และความดันไฮโดรเจน 1 บาร์ เติมตัวเร่งปฏิกิริยาแมกนีเซียมออกไซด์ แมกนีเซียมออกไซด์ผสมถ่านกัมมันต์ที่อัตราส่วน 1:1 และโดโลไมต์ผสมถ่านกัมมันต์ที่อัตราส่วน 1:1 ภาวะเหมาะสมคือ อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยา 420 องศาเซลเซียส ระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา 45 นาที ความดันไฮโดรเจน 1 บาร์ ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาแมกนีเซียมออกไซด์ แมกนีเซียมออกไซด์ผสมถ่านกัมมันต์ที่อัตราส่วน 1:1 ร้อยละ 2.5 โดยน้ำหนักและโดโลไมต์ผสมถ่านกัมมันต์ที่อัตราส่วน 1:1 ร้อยละ 5.0 โดยน้ำหนัก วิเคราะห์องค์ประกอบเชื้อเพลิงเหลวด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟีจำลองการกลั่น (DGC) พบว่า สัดส่วนกากน้ำมันร้อยละ 29.89 24.69 23.91 และ 18.64 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ สัดส่วนของดีเซลร้อยละ 23.49 28.45 33.26 และ 39.44 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ เมื่อเติมตัวเร่งปฏิกิริยามีผลทำให้อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาลดลง 20 องศาเซลเซียส ผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงเหลวที่ผ่านกระบวนการแตกตัวโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโดโลไมต์ร่วม (Catalytic Cracking) ส่งเสริมให้เกิดปฏิกิริยาดีคาร์บอกซิเลชันและดีคาร์บอนิลเลชัน ทำให้องค์ประกอบของธาตุออกซิเจนลดลงเหลือร้อยละ 3.75 โดยน้ำหนัก เมื่อเปรียบเทียบกับไขมันวัวที่มีค่าร้อยละ 23.03 โดยน้ำหนัก องค์ประกอบของธาตุออกซิเจนที่สูงในไขมันวัวส่งผลให้สมบัติทางเชื้อเพลิงของไขมันวัวมีค่าความร้อน 39.87 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ซึ่งต่ำกว่าผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงเหลวที่ผ่านกระบวนการแตกตัวโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโดโลไมต์ร่วม …

ผลของสมบัติฟีนอลิกเรซินผสมต่อประสิทธิภาพของวัสดุเสียดทาน, วรัชยา เอกวิริยะภิชาติ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสมบัติของฟีนอลิกเรซินผสมต่อสมบัติเชิงกายภาพ สมบัติเชิงกล และสมบัติเชิงความร้อนของผ้าเบรก โดยฟีนอลิกเรซินที่ใช้ในการทดลองนี้ คือ เรซินเอ และเรซินบี ในสัดส่วนของเรซินเอและเรซินบีที่แตกต่างกัน คือ 100:0 75:25 50:50 25:75 และ 0:100 จากการศึกษาพบว่า เมื่อเพิ่มปริมาณเรซินบีในสัดส่วนฟีนอลิกเรซินผสมส่งผลให้ค่าระยะการไหลของฟีนอลิกเรซินผสมมีค่ามากขึ้น ซึ่งค่าระยะการไหลของฟีนอลิกเรซินผสมที่แตกต่างกันไม่ส่งผลต่อค่าความถ่วงจำเพาะปรากฏ อุณหภูมิการสลายตัว ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานและค่าอัตราการสึกหรอของผ้าเบรก แต่ส่งผลต่อค่าความเป็นรูพรุน ค่าความแข็ง ค่ายังมอดุลัส ค่าความแข็งแรงแบบเฉือนและค่าความเหนียวของผ้าเบรก โดยในงานวิจัยนี้ได้นำเสนอผ้าเบรกในสัดส่วนการใช้เรซินเอต่อเรซินบีเท่ากับ 25:75 (ตัวอย่าง R4) ซึ่งให้สมบัติเชิงกลที่ดีขึ้นเมื่อเปรียบกับฟีนอลิกเรซินชนิดเอที่ใช้ในปัจจุบัน (ตัวอย่าง R1) อีกทั้งการใช้ผ้าเบรก R4 ช่วยให้ทางบริษัทประหยัดต้นทุนในการผลิตได้ถึง 90,750 บาทต่อปี

การพัฒนากระบวนการขัดตกแต่งเพื่อการปรับปรุงความเป็นระนาบของผิวผ้าเบรก, ศวิตา ฉายสกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ศึกษาผลกระทบของปัจจัยในกระบวนการขัดตกแต่ง ได้แก่ ความลึกการตัด พื้นที่ผิวผ้าเบรก และความเร็วในการป้อนชิ้นงาน ต่อความลาดเอียงของผ้าเบรกไร้ใยหินหลังจากทำการขัดตกแต่งด้วยเครื่องขัดตกแต่งแบบแมนวลด้วยเงื่อนไขการขัดตกแต่งที่แตกต่างกันโดยใช้ การออกแบบการทดลองแบบแฟคทอเรียลเต็มรูปแบบ 3 ตัวแปร ตัวแปรละ 3 ระดับ ได้แก่ พื้นที่หน้าตัดชิ้นงานที่ 2602 5948 และ 7568 ตารางมิลลิเมตร ความลึกในการตัดที่ 0.5 1 และ 1.5 มิลลิเมตร และความเร็วในการป้อนชิ้นงานที่ 9.5 11.5 และ 15.5 รอบต่อนาที ความลาดเอียงของผ้าเบรกถูกวัดค่าออกมาด้วยเครื่องไดอัลเกจและนำมาวิเคราะห์ผลการทดลองทางสถิติ และวิเคราะห์การส่งผลกระทบด้วยกราฟผลกระทบหลักและผลกระทบร่วม พบว่าทุกปัจจัยยกเว้นผลกระทบร่วมของความลึกในการตัดกับความเร็วในการป้อนล้วนส่งผลกระทบต่อความลาดเอียง โดยการเปลี่ยนแปลงขนาดพื้นที่หน้าตัดเป็นปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อความลาดเอียงมากที่สุด นอกจากนี้ยังได้มีการศึกษาผลกระทบของความแข็งวัสดุเคมีที่แตกต่างกันต่อความลาดเอียง พบว่า ในชิ้นงานที่มีความแข็ง 60 90 และ 100 HRR ค่าความลาดเอียงไม่ได้มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ 95 ทั้งนี้ นอกเหนือจากการวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติ ยังได้มีการวิเคราะห์ความลาดเอียงด้วยวิธีทางกราฟิกผ่านการสร้างรูปจำลองด้วยโปรแกรม MATLAB พบว่าผลความลาดเอียงจากการสร้างรูปจำลองสอดคล้องกับผลการทดลองทางสถิติ

ผลของรูปร่างการผ่าร่องและการปาดข้างของผ้าเบรกต่อเสียงเบรกสเควล, สิรภัทร เยี่ยมดี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เสียงเบรกสเควลเป็นปัญหาที่น่ากังวลสำหรับผู้ผลิตรถยนต์และผู้ผลิตเบรกมาโดยตลอด ซึ่งรูปร่างของผ้าเบรกมีบทบาทสำคัญในการลดเสียงเบรกสเควล ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงศึกษาผลการผ่าร่องและการปาดข้างของผ้าเบรกต่อเสียงเบรกสเควลผ่านกลไกการสั่นพ้องในช่วงความถี่ตั้งแต่ 2,000 ถึง 11,000 เฮิร์ตซ์ ความถี่ธรรมชาติและรูปร่างการสั่นของผ้าเบรกและจานเบรกจะถูกคำนวณด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ และถูกเปรียบเทียบกับการทดลองจริงด้วยวิธีการเคาะเพื่อทวนสอบแบบจำลอง ปรากฏการณ์การสั่นพ้องระหว่างผ้าเบรกและจานเบรกจะถูกวิเคราะห์เพื่อทำนายการเกิดเสียงเบรกสเควล ผลการวิเคราะห์พบว่า ผ้าเบรกกับจานเบรกมีโอกาสเกิดเสียงเบรกสเควลในช่วงความถี่ประมาณ 2,800 ถึง 3,000 เฮิร์ตซ์ และ 8,100 ถึง 8,300 เฮิร์ตซ์ ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นพ้อง ผ้าเบรกจึงถูกดัดแปลงด้วยการผ่าร่องและปาดข้าง ผลการวิจัยพบว่า การผ่าร่อง 3 ร่อง การปาดข้างตรงรวมกับการผ่าร่อง 3 ร่อง และการปาดข้างแนวรัศมีรวมกับการผ่าร่อง 3 ร่อง ส่งผลให้ความถี่ธรรมชาติลดลงมากที่สุด ดังนั้นรูปร่างทั้ง 3 รูปร่างนี้ส่งผลต่อการลดเสียงเบรกสเควล ในช่วงความถี่ 2,800 ถึง 3,000 เฮิร์ต แต่ในช่วงความถี่ 8,100 ถึง 8,300 เฮิร์ตซ์ พบว่า ยังไม่มีการดัดแปลงรูปร่างใดที่สามารถลดโอกาสการเกิดเสียงเบรกสเควลในช่วงความถี่นี้ได้ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือ ผลการทำนายจำเป็นต้องถูกตรวจสอบโดยการทดสอบประสิทธิภาพการเบรกด้วยเครื่องไดนาโมมิเตอร์เพื่อยืนยันความถูกต้อง ผลการตรวจสอบพบว่า การทำนายการเกิดเสียงเบรกสเควลด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ให้ผลตรงกันกับผลการทดสอบจากเครื่องไดนาโมมิเตอร์ในรูปร่าง Commercial

ผลของการไหลแบบพัลส์ต่ออุทกพลศาสตร์และปฏิกิริยาเคมีในไรเซอร์ของเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดสำหรับการแตกตัวของไอน้ำมัน, หาญณรงค์ ชิตเจริญอยู่

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบัน ปริมาณความต้องการใช้น้ำมันยังคงเพิ่มขึ้นตามการเติบโตของเศรษฐกิจโลก หน่วยเพิ่มคุณภาพน้ำมันโดยการแปลงสภาพผลิตภัณฑ์มูลค่าต่ำไปเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงผ่านปฏิกิริยาเคมีการแตกตัวของไอน้ำมันร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาจึงกำลังได้รับความสนใจ ปฏิกิริยาเคมีดังกล่าวเกิดภายในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดที่เรียกว่า ไรเซอร์ ซึ่งรูปแบบการไหลของของไหลและของแข็งจะส่งผลต่ออุทกพลศาสตร์และปฏิกิริยาเคมีในกระบวนการ งานวิจัยนี้ ศึกษาผลของรูปแบบการไหลป้อนเข้าแบบพัลส์ต่ออุทกพลศาสตร์และปฏิกิริยาเคมีในท่อไรเซอร์ของเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดสำหรับการแตกตัวของไอน้ำมันโดยการจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ สมการอนุรักษ์มวล โมเมนตัม พลังงาน และ องค์ประกอบ จะถูกแก้ร่วมกับทฤษฎีจลน์การไหลของของแข็ง และ สมการปฏิกิริยาเคมีการแตกตัวของไอน้ำมัน มีตัวแปรที่สนใจสี่ตัวแปร คือ แอมพลิจูด ความถี่ รูปคลื่น และความสม่ำเสมอของแอมพลิจูด ของการไหลป้อนเข้าแบบพัลส์ ผลที่ได้ พบว่า ความถี่ รูปคลื่น และความสม่ำเสมอของแอมพลิจูด มีผลต่ออุทกพลศาสตร์และปฏิกิริยาเคมีในท่อไรเซอร์ของเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดสำหรับการแตกตัวของไอน้ำมันอย่างมีนัยสำคัญ โดยค่าตัวแปรดำเนินการความถี่ 0.5 เฮิรตซ์ คลื่นรูปไซน์ ความสม่ำเสมอของแอมพลิจูด 1:0.5 ได้ค่าร้อยละการเปลี่ยนสารตั้งต้นเป็นผลิตภัณฑ์ ร้อยละการเกิดผลิตภัณฑ์ที่สูงที่สุด และได้ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของสัดส่วนเชิงปริมาตรของของแข็งต่ำที่สุด และผลการเปรียบเทียบ พบว่า การไหลป้อนเข้าแบบพัลส์ให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนสารตั้งต้นเป็นผลิตภัณฑ์และร้อยละการเกิดผลิตภัณฑ์ที่สูงกว่าการไหลป้อนเข้าแบบคงที่

ผลของตัวแปรในกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนต่อสมบัติทางกายภาพ และเชิงกลของผ้าเบรก, ธนภร วิไลรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนเป็นกระบวนการที่มีความสำคัญอย่างมากในการผลิตผ้าเบรก เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ส่งผลต่อสมบัติทางกายภาพและเชิงกล ซึ่งสมบัติเหล่านี้ต่างส่งผลต่อการสั่นและการเกิดเสียงของผ้าเบรก งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรในกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนต่อสมบัติของผ้าเบรก ได้แก่ ความเป็นรูพรุน สภาพอัดตัวได้ มอดุลัส และความแข็งของผ้าเบรก โดยทำการทดสอบอุณหภูมิการเกิดปฏิกิริยาการเชื่อมโยงของฟีนอลิกเรซินด้วยเทคนิคดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริมิเตอร์เพื่อนำมากำหนดช่วงอุณหภูมิในการทดลอง ปัจจัยทั้ง 3 ในกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อน ได้แก่ อุณหภูมิ แรงดัน และเวลาอัด ถูกทำการปรับเปลี่ยนและออกแบบด้วยวิธีบ็อกซ์-เบห์นเคน จากนั้นทำการวิเคราะห์ผลของกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนต่อสมบัติทั้งหมดด้วยการวิเคราะห์ความแปรปรวนและการวิเคราะห์สมการการถดถอย และวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติสภาพอัดตัวได้ มอดุลัส ความแข็ง และความเป็นรูพรุน โดยพิจารณาจากความถี่ธรรมชาติของผ้าเบรก รวมถึงการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของผ้าเบรกที่มีปริมาณรูพรุนต่างกันด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด จากผลการทดลองพบว่าความเป็นรูพรุนเป็นสมบัติที่ส่งผลโดยตรงต่อความถี่ธรรมชาติ และมีแบบจำลองที่เหมาะสมในการนำมาวิเคราะห์ภาวะการอัดขึ้นรูปร้อนที่ดีที่สุด นอกจากนี้พบว่าแรงดันเป็นตัวแปรที่ส่งผลต่อความเป็นรูพรุนมากที่สุด รองลงมาคือ อุณหภูมิ และเวลาอัด ตามลำดับ จากผลการทดสอบความถี่ธรรมชาติของผ้าเบรกพบว่าผ้าเบรกที่มีความเป็นรูพรุน 14.3±0.6 เปอร์เซ็นต์ มีแนวโน้มในการเกิดเสียงน้อยที่สุด และจากการวิเคราะห์ผ่านแบบจำลองความเป็นรูพรุนด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนองพบว่าภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อนที่ทำให้ผ้าเบรกมีแนวโน้มการสั่นและการเกิดเสียงน้อยที่สุด คือ อุณหภูมิ 165 องศาเซลเซียส แรงดัน 300 กิโลกรัม/ตารางเซนติเมตร และเวลาอัด 2.43 นาที

Two-Component Hydrogel As Biomimetic Vitreous Substitutes, Sruthi Santhanam

McKelvey School of Engineering Graduate Student Theses & Dissertations

The vitreous humor of the eye is a biological hydrogel principally composed of fibrillary collagen interspersed with semi-flexible polyelectrolyte, hyaluronic acid (HA). Certain pathological conditions necessitate its removal and replacement. Current vitreous substitutes, such as silicone oils and perfluorocarbons, are hydrophobic, do not resemble the properties of the vitreous, and have known complications. An ideal vitreous substitute should have properties of the natural vitreous, perform its functions, and be biocompatible in the eye. Inspired by the structure and composition of the natural vitreous, we used bio-mimicry to develop an injectable two-component hydrogel. The hydrogel is composed of a fibrillary gellan, …

Air-Processed Polymer Photovoltaics: Advanced Morphological Characterization And Synthesis Of New Materials For Increased Light Absorption, Levi Moore

Dissertations

Organic photovoltaics (OPVs) have undergone intense development in recent years due to their potential to produce inexpensive, flexible, lightweight, and portable solar cells utilizing organic photoactive materials. Polymer-based OPVs have recently surpassed the 10 % in laboratory-scale devices, but require strict processing conditions in inert environments. Materials and processing methods that are workable in air are therefore desired. In addition to the light-absorbing and charge transport properties of the active layer materials, the morphology, crystallinity and orientation of the components of the phase-separated blend are paramount in determining OPV device performance This dissertation explores the processing of the model polymer …

Barrier Properties Of Polymer Nanocomposites With Graphene Oxide And Its Derivatives: Mechanism And Applications In Anticorrosive Coatings, Yidan Guan

Dissertations

Metallic devices made from steel or aluminum are subjected to deterioration by environmental contaminants over time. As one of the corrosion control methods, organic coatings show many advantages due to their low cost, versatility, decoration aesthetics and effective protections. Corrosion protection theories and failure modes of organic coatings are still not fully understood due to complicated interactions in the coating-metal-environment system, however, it is widely agreed that the barrier nature of polymeric materials towards aggressive species, such as oxygen, water, electrolyte, plays a key role. Improved barrier property of polymer nanocomposites (PNCs) with two-dimensional (2D) carbon filler, graphene and graphene …

Electrophilic Cleavage And Functionalization Of Polyisobutylenes Bearing Unsaturations In The Backbone And Synthesis Of Polymers For This Process, Christopher Campbell

Dissertations

In the first project, we demonstrated a new reaction, which is a subset of the Friedel‑Crafts alkylation reaction, in which the alkylating carbocation undergoes a cleavage reaction prior to reaction with the aromatic substrate. This reaction was discovered by the observation that when a PIB containing a large amount of coupled fraction was subjected to a mixture of protic and Lewis acids (HCl/TiCl₄) in the presence of an alkoxybenzene compound, the coupled fraction was quantitatively converted to its constituent monofunctional chains, which became functionalized by the alkoxybenzene.

In the second project, a commercial polymer, poly(isobutylene-co-isoprene) (butyl …

Synthesis And Electrochemical Characterization Of Pani/Ni And Pani/Au/Ni Composites, Morgan Emily Pacini

UNLV Theses, Dissertations, Professional Papers, and Capstones

The purpose of this research is to show that the electrochemically controlled formation of monometallic and bimetallic catalysts in polyaniline (PANI) can directly influence the efficiency and reproducibility of the catalytic oxidation of methanol. PANI is a conductive polymer that provides a three-dimensional template for the metallic catalysts deposition at nitrogen sites. The controlled deposition of metallic species can be achieved using the normal oxidation/reduction cycles of PANI. The deposition of metallic species relies on anion precursors that are electrostatically bound by the polymer during the oxidation cycle. The precursor is reduced directly at the nitrogen sites in the polymer …

Responsive Nanogel Probe For Ratiometric Fluorescent Sensing Of Ph And Strain In Hydrogels, Mingning Zhu, Dongdong Lu, Shanglin Wu, Qing Lian, Wenkai Wang, Amir H. Milani, Zhengxing Cui, Nam T. Nguyen, Mu Chen, L. Andrew Lyon, Daman J. Adlam, Anthony J. Freemont, Judith A. Hoyland, Brian R. Saunders

Engineering Faculty Articles and Research

In this study a new pH-responsive nanogel probe containing a complementary nonradiative resonance energy transfer (NRET) fluorophore pair is investigated and its ability to act as a versatile probe of network-related changes in three hydrogels demonstrated. Fluorescent sensing using NRET is a powerful method for studying relationships between Angstrom length-scale structure and macroscopic properties of soft matter. Unfortunately, inclusion of NRET fluorophores into such materials requires material-specific chemistry. Here, low concentrations of preformed nanogel probes were included into hydrogel hosts. Ratiometric photoluminescence (PL) data for the gels labeled with the nanogel probes enabled pH-triggered swelling and deswelling to be studied …

Phase Behavior Of Binary And Polydisperse Suspensions Of Compressible Microgels Controlled By Selective Particle Deswelling, A. Scotti, U. Gasser, E. S. Herman, Jun Han, A. Menzel, L. Andrew Lyon, A. Fernandez-Nieves

Biology, Chemistry, and Environmental Sciences Faculty Articles and Research

We investigate the phase behavior of suspensions of poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAM) microgels with either bimodal or polydisperse size distribution. We observe a shift of the fluid-crystal transition to higher concentrations depending on the polydispersity or the fraction of large particles in suspension. Crystallization is observed up to polydispersities as high as 18.5%, and up to a number fraction of large particles of 29% in bidisperse suspensions. The crystal structure is random hexagonal close-packed as in monodisperse pNIPAM microgel suspensions.We explain our experimental results by considering the effect of bound counterions. Above a critical particle concentration, these cause deswelling of the largest …

Cellulose Reinforced Thermoplastic Composites By In-Situ Ring-Opening Polymerization, Shahab Kashani Rahimi

Dissertations

Over the past two decades, the increasing concern about the negative environmental impacts of synthetic materials has led to rising interests in utilizing renewable natural resources to develop polymer materials with comparable properties and performance to their synthetic counterparts. One of the major fields of interest is polymer composites where the replacement of synthetic fibers with bio renewable natural fibers is of great potential. However, the processing difficulties, in terms of fiber dispersion and thermal stability have limited the application of cellulosic fibers to polymers with low processing temperatures which are mostly hydrophobic polymers. As a result, the true reinforcing …

Multi-Scale Assembly Methodologies Of Poly(3-Hexylthiophene) Derivative Systems For Enhanced Optoelectronic Anisotropy, David William Bilger

Master's Theses

Conjugated polymers represent a class of semi-conducting materials with numerous applications in optoelectronic devices, including organic light-emitting diodes, field-effect transistors, and photovoltaics. Because of the numerous advantages of macromolecular systems, including solution processing and mechanical flexibility, conjugated polymers have become a burgeoning field of research with the hopes of producing cost-effective solution-based electronics. Importantly, optoelectronic device performance is heavily influenced by conjugated polymer backbone orientation and overall thin film morphology. As such, the processing conditions of these systems are important to the construction of high- performance optoelectronics. Polythiophenes are model conjugated polymers that have been studied extensively in halogenated organic …

Oligo(Ethylene Glycol)-Sidechain Microgels Prepared In Absence Of Cross-Linking Agent: Polymerization, Characterization And Variation Of Particle Deformability, Nicole Welsch, L. Andrew Lyon

Biology, Chemistry, and Environmental Sciences Faculty Articles and Research

We present a systematic study of self-cross-linked microgels formed by precipitation polymerization of oligo ethylene glycol methacrylates. The cross-linking density of these microgels and, thus, the network flexibility can be easily tuned through the modulation of the reaction temperature during polymerization. Microgels prepared in absence of any difunctional monomer, i.e. cross-linker, show enhanced deformability and particle spreading on solid surfaces as compared to microgels cross-linked with varying amounts of poly(ethylene glycol diacrylate) (PEG-DA) in addition to self-crosslinking. Particles prepared at low reaction temperatures exhibit the highest degree of spreading due to the lightly cross-linked and flexible polymer network. Moreover, AFM …

Photopolymerization Synthesis Of Magnetic Nanoparticle Embedded Nanogels For Targeted Biotherapeutic Delivery, Daniel Jonwal Denmark

USF Tampa Graduate Theses and Dissertations

Conventional therapeutic techniques treat the patient by delivering a biotherapeutic to the entire body rather than the target tissue. In the case of chemotherapy, the biotherapeutic is a drug that kills healthy and diseased cells indiscriminately which can lead to undesirable side effects. With targeted delivery, biotherapeutics can be delivered directly to the diseased tissue significantly reducing exposure to otherwise healthy tissue. Typical composite delivery devices are minimally composed of a stimuli responsive polymer, such as poly(N-isopropylacrylamide), allowing for triggered release when heated beyond approximately 32 °C, and magnetic nanoparticles which enable targeting as well as provide a mechanism for …

Fabrication And Applications Of Multifunctional Superhydrophobic Surfaces Based On Surface Chemistry And Morphology, Yang Liu

Dissertations, Theses, and Capstone Projects

Superhydrophobic surfaces are gaining great interests in both fundamental researches and technological applications, because of their unique non-wetting and self-cleaning properties. By mimicking the hierarchical surface structure of the natural superhydrophobic surface, i.e. lotus leaf, numerous artificial surperhydrophobic surfaces were developed. However, the challenge is how to fabricate superhydrophobic surfaces by a scalable and economical method. To address this challenge, our group has developed methodologies that enable the fabrication of superhydrophobic surfaces in inexpensive and potentially scalable ways, such as lamination and 3-D printing. To expand on applications, we also combined other desired functionalities into the superhydrophobic surfaces.

The transparent …

Development Of A Humidity-Resistant Coating To Impart High Oxygen Barrier Performance To Food Packaging Films, Ryan Yinghua Cox

Master's Theses

Oxygen barrier coatings have the potential to greatly extend the lifetime of certain food products by incorporating them into existing food packaging. Present technologies face definite challenges of maintaining high performance, while attaining simple and inexpensive preparation methods. The oxygen barrier effect obtained with these coatings is also susceptible to a plasticization effect when exposed to high humidity, since water vapor molecules are readily soluble in typically hydrophilic resins. In this work, we demonstrate a 1 – 2 micron thick oxygen barrier coating, prepared on a 12 micron poly(ethylene terephthalate) substrate, that has oxygen transmission rates as low as 1.44 …

A Comparison Study Of Two Synthesis Methods For Polymer Of Intrinsic Microporosity 1 (Pim-1), Conor S. Perry

Materials Engineering

Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs) are an emerging polymeric material class for molecular sieving applications. This study focuses on PIM-1, an alternating copolymer of 5,5’,6,6’-tetrahydroxy-3,3’,3,3’-tetramethyl-1,1’-spirobisindane and tetrafluoroterephthalonitrile synthesized via nucleophilic aromatic substitution. PIM-1 been widely studied as a gas separating material and filtering membrane, but in this case, it is studied as a battery separator material. PIM-1’s microporous (pore diameters less than 2 nm) structure allows smaller favorable ions to transport while preventing larger ions and compounds from transporting. Two synthesis methods, round bottom flask synthesis and ball mill synthesis, of PIM-1 are compared to see any improved characteristics. The …

Application Of Bottlebrush Block Copolymers As Photonic Crystals, Allegra L. Liberman-Martin, Crystal K. Chu, Robert H. Grubbs

Biology, Chemistry, and Environmental Sciences Faculty Articles and Research

Brush block copolymers are a class of comb polymers that feature polymeric side chains densely grafted to a linear backbone. These polymers display interesting properties due to their dense functionality, low entanglement, and ability to rapidly self-assemble to highly ordered nanostructures. The ability to prepare brush polymers with precise structures has been enabled by advancements in controlled polymerization techniques. This Feature Article highlights the development of brush block copolymers as photonic crystals that can reflect visible to near-infrared wavelengths of light. Fabrication of these materials relies on polymer self-assembly processes to achieve nanoscale ordering, which allows for the rapid preparation …

Microwave-Assisted Topochemical Manipulation Of Layered Oxide Perovskites: From Inorganic Layered Oxides To Inorganic-Organic Hybrid Perovskites And Functionalized Metal-Oxide Nanosheets, Sara Akbarian-Tefaghi

LSU New Orleans Theses and Dissertations

Developing new materials with desired properties is a vital component of emerging technologies. Functional hybrid compounds make an important class of advanced materials that let us synergistically utilize the key features of the organic and inorganic counterparts in a single composite, providing a very strong tool to develop new materials with ”engineered” properties. The research presented here, summarizes efforts in the development of facile and efficient methods for the fabrication of three- and two-dimensional inorganic-organic hybrids based on layered oxide perovskites. Microwave radiation was exploited to rapidly fabricate and modify new and known materials. Despite the extensive utilization of microwaves …

Regioselective Baeyer–Villiger Oxidation Of Lignin Model Compounds With Tin Beta Zeolite Catalyst And Hydrogen Peroxide, John Adam Jennings, Sean R. Parkin, Eric Munson, Sean Delaney, Julie L. Calahan, Mark Isaacs, Kunlun Hong, Mark Crocker

Chemistry Faculty Publications

Lignin depolymerization represents a promising approach to the sustainable production of aromatic molecules. One potential approach to the stepwise depolymerization of lignin involves oxidation of the benzylic alcohol group in β-O-4 and β-1 linkages, followed by Baeyer–Villiger oxidation (BVO) of the resulting ketones and subsequent ester hydrolysis. Towards this goal, BVO reactions were performed on 2-adamantanone, a series of acetophenone derivatives, and lignin model compounds using a tin beta zeolite/hydrogen peroxide biphasic system. XRD, ¹¹⁹Sn MAS NMR spectroscopy, DRUVS and XPS were used to determine tin speciation in the catalyst, the presence of both framework Sn and extra framework …

Graphene Nanoribbons And Their Polymeric Nanocomposites: Controlled Synthesis, Characterization And Applications, Nada M. Aljehany

Electronic Theses & Dissertations

Carbon based materials are very promising as electrode materials energy generation and storage devices. They have been used for fuel cells, supercapacitors and solar cells. Among the carbon-based materials, graphene is very attractive due to its unique properties such as high electrical conductivity, good mechanical flexibility, large theoretical surface area (2630 m²/g), and high thermal and chemical stability. These unique properties make them very suitable for energy storage applications particularly for supercapacitors. The performance of the graphene as energy storage material could be further improved by growing them in nanoribbon form by unzipping carbon nanotubes. In this thesis, …

Use Of Decahydrodecaborate As Flame Retardants In Polyurethanes, Austin W. Bailey

Electronic Theses & Dissertations

There is a growing need for non-halogenated flame retardants due to the toxicity and environmental impacts that are exhibited by current ones. The polyurethane industry is one that has expressed a need for flame retardants in many of its industrial and commercial applications. For these reasons, two different decaborate compounds, tetramethyl and tetrabutyl ammonium decahydrodecaborate, were synthesized and incorporated into polyurethane films for testing. The compounds were characterized using Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy, Proton-Nuclear Magnetic Resonance (¹H-NMR) spectroscopy, Carbon-Nuclear Magnetic Resonance (¹³C-NMR) spectroscopy, and Boron-Nuclear Magnetic Resonance (¹¹B-NMR) spectroscopy. The compounds were incorporated …

One-Pot Syntheses And Characterizations Of “Click-Able” Polyester Polymers For Potential Biomedical Applications, James F. Beach Ii

Electronic Theses & Dissertations

In this study, a synthetic polyester polymer was designed using polyethylene glycol, sorbitol, glutaric acid and 4-pentynoic acid as monomers. The synthesis was carried out using standard melt polymerization technique and catalyzed by Novozyme-435, an enzyme suitable for polyesterification of biocompatible compounds. The progress of the reaction was monitored with respect to time and vacuum exposure, with samples being subjected to standard characterization protocols. Polymers with high molecular weight and water solubility were chosen for further modification into folate-functionalized polymeric nanoparticles for targeted drug delivery to cancer cells. This was achieved by employing a solvent diffusion method, wherein the polymer …

Sulfurization Of Nanostructured Cobalt Oxide For Energy Storage Applications, Samiyah Fahad Aloqayli

Electronic Theses & Dissertations

Development of energy storage devices with high energy performance, power density, fast charge-discharge capability and long cyclability is needed to meet the increasing demand for energy, power and environmental protection in our daily life. Supercapacitors have great potential in future energy storage devices with magnificent properties. Recently, researchers have shown great progress for the improvement of supercapacitor performance by fabrication of nanostructured transition metal chalcogenides materials. One of the main objectives of this thesis is to synthesize nanostructured cobalt oxide and then converte them to cobalt sulfide using a facile hydrothermal method. The synthesized cobalt oxide and cobalt sulfide were …

Biowaste Derived Rigid Polyurethane Foams And Supercapacitors: A Renewable And Sustainable Alternative For Petrochemicals, Charith K. R. Akurana Gamaralalage

Electronic Theses & Dissertations

Bio-based polyol for rigid polyurethane (PU) foams and porous structured carbon as an electrode material for supercapacitors were synthesized from readily available biowaste precursor (orange peel) as an alternative to currently used petroleum-based starting materials. Synthesized bio-based polyols were characterized using FTIR, GPC, hydroxyl number, and viscosity measurements. These analyses indicated that intended bio-based polyol was obtained via thiol-ene chemistry with a high yield. Rigid PU foams prepared from bio-based polyol exhibited density around 35 kg/m³, maintained a regular cell structure with uniform cell distribution, closed cell content over 90%, and excellent compressive strength of ~230 kPa, suggesting …

Molecularly Targeted Nanomedicine: Role Of Hsp90 Inhibitor And Sophorolipids In The Treatment Of Lung Cancer, Shuguftha Naz Ms

Electronic Theses & Dissertations

Lactonic sophorolipids (LSL) are a class of enzymatically modified glycolipids known to have HDAC inhibition activity and anticancer properties. Ganetespib (GT), an Hsp90 inhibitor, is known for its superior antitumor activity in several K-RAS mutant Non-Small-Cell Lung Cancer (NSCLC) cells. In this study, a new anti-oxidant nanoplatform is formulated using the combination of these two drugs, LSL and GT, in order to target both HDAC inhibition and Hsp90 signaling pathways in NSCLC. Nanoceria (NC) is an excellent redox platform will be specifically used to supplement the therapeutic potency of these drugs in the effective treatment of NSCLC. We hypothesized that …

Synthesis And Characterization Of Molybdenum Sulfide And For Hydrogen Evolution Reaction And Supercapacitor Applications, Zhuo Wang

Electronic Theses & Dissertations

To meet the constantly rising requirement of energy other than traditional fossil fuel and environment protection, it is a perfect time to development low cost, and efficient materials for clean energy production. Hydrogen generation by water splitting is one of the cleanest ways to produce cheaper energy. Hydrogen evolution reaction (HER) is one of the key steps in water splitting process. Ideally, the thermodynamic potential for HER should be at 0 V (vs. SHE). However, without an efficient catalyst, this reaction occurred at higher potential, called overpotential. A good HER catalyst is needed to lower the overpotential and hence to …