Polymer Chemistry Commons^™

Application Of Gellan Gum Biopolymer In Biomedical Applications: A Review, Norsyakirah Izzati Hishamuddin, Mohd Hasmizam Razali, Khairul Anuar Mat Amin

Makara Journal of Science

Gellan gum (GG) has gained considerable attention in the food, chemical, and pharmaceutical industries due to its functional characteristics. It has versatile properties, such as water solubility, easy bio-fabrication, good film/hydrogel-formation, biodegradability, and biocompatibility. These properties render GG a promising material in biomedical applications, specifically in the development of wound dressing materials. In this review, the use of GG biopolymer as a wound dressing material was discussed. Various fillers, such as titanium dioxides, clay, drug, and honey, have been incorporated in GG to produce film, hydrogel, or scaffold materials. The effects of filler on the mechanical performance, physical properties, antibacterial …

Synthesis Of Thiol-Acrylate Hydrogels For 3d Cell Culture And Microfluidic Applications, Anowar Hossain Khan

LSU Doctoral Dissertations

Globally cell culture is an $18.98 billion industry as of 2020, with an 11.6 percent annual growth rate. Drug discovery has an estimated worth of $69.8 billion in 2020 and is predicted to grow to $110.4 billion by 2025. Three-dimensional (3D) cell culture of cancer cells is one of the rapidly growing felids since it better recapitulates in vivo conditions compared to two-dimensional (2D) models. However, it is challenging to grow 3D tumor spheroids outside the body, and some of the existing technology can generate these spheroids outside the human body but poorly mimic in vivo tumor models. Therefore, there …

Kinetics, Characterization, And Applications In The Development Of Next-Generation Cure-On-Demand Polymeric Materials Through Frontal Polymerization, Daniel Paul Gary

LSU Doctoral Dissertations

Frontal polymerization (FP) is a process in which a front propagates in a localized reaction zone converting monomer into polymer. This work explored the kinetics and applications of FP for the development of cure-on-demand materials.

The kinetic effects of fillers on frontal polymerization have not been thoroughly explored. In Chapter 2, various fillers were used, and their effects on front velocity and front temperature were determined. Clay minerals are primarily used, but the thermal conductive effects of milled carbon fiber were also explored. It was found that some fillers inhibit frontal polymerization through radical scavenging, while others increased the front …

4,6-O-Phenylethylidene Acetal Protected D-Glucosamine Carbamate-Based Gelators And Their Applications For Multi-Component Gels, Pooja Sharma, Guijun Wang

Chemistry & Biochemistry Faculty Publications

The self-assembly of carbohydrate-based low molecular weight gelators has led to useful advanced soft materials. The interactions of the gelators with various cations and anions are important in creating novel molecular architectures and expanding the scope of the small molecular gelators. In this study, a series of thirteen new C-2 carbamates of the 4,6-O-phenylethylidene acetalprotected D-glucosamine derivatives has been synthesized and characterized. These compounds are rationally designed from a common sugar template. All carbamates synthesized were found to be efficient gelators and three compounds are also hydrogelators. The resulting gels were characterized using optical microscopy, atomic force microscopy, …

Directly Polymerizable Co Releasing Molecules, Jackson Snow

Electronic Theses and Dissertations

Despite the commonly held consensus that carbon monoxide (CO) is toxic, it has been shown to be an essential signaling molecule in the human neuronal system and has been noted to have anti-inflammatory properties, act as a vasodilator, have anti-proliferative impacts on tumors, and many other beneficial effects. The current limitation to using CO as a therapeutic molecule is delivering the proper dosages using CO releasing molecules (CORMs) without exhibiting toxicity. The first chapter of this thesis will review the biological significance of CO in biological systems, the limitations of existing CORMs, and the properties of diphenylcyclopropenone (DPCP) that make …

A Highly Conductive, Flexible, And 3d-Printable Carbon Nanotube-Elastomer Ink For Additive Bio-Manufacturing, Andy Shar, Phillip Glass, Daeha Joung Ph.D.

UROP Posters

The synthesis of a highly conductive, flexible, 3D-printable, and biocompatible ink has been of great interest in the field of bio-based additive manufacturing. Various applications include ultra-sensitive, microscale tactile sensors, patient-customizable scaffolds for cardiac and nerve tissue regeneration, and flexible electrocardiogram (ECG) electrodes. Here, a novel elastomeric carbon nanocomposite is presented consisting of amino-functionalized carbon nanotubes (CNT-NH₂) homogenously dispersed in a one-part room-temperature vulcanizing (RTV) silicone matrix. The use of acetone as a swelling solvent aids in electrical percolation through the elastomer matrix. CNT-NH₂ ratios can be tuned to fit various needs; higher tensile strength is favored …

Synthesis And Characterization Of Chitosan Derivatives Intended For Gene Delivery Applications, Alex M. Mcmullen

Graduate Theses/Dissertations

Chitosan has been studied as a non-viral vector capable of efficient gene delivery due to its favorable properties such as biodegradability, biocompatibility, and is non-toxic to mammalian cells. Incorporating electrostatic interactions in non-viral vectors enhance the vector permeability. This work focuses on two parts. Firstly, cationic chitosan derivatives were synthesized using quarternary ammonium and phosphonium groups. This was achieved by coupling carboxylic acid ligands with these quarternary groups to chitosan through an amide bond. The carboxylic acid ligands were synthesized from 4-methylbenzoic acid and either triethyl phosphine or triethyl amine. The ligand was then attached to chitosan through an amide …

Development Of Peg-B-Pla Based Micelles For Neutralization Of A Toxic Peptide, Giselle Campos

Graduate Theses/Dissertations

I herein report the preparation and characterization of PEG-b-PLA block copolymer micelles and PEG-b-PLA/PLA mixed micelles as potential “plastic antidotes” for a toxic peptide, melittin. PEG-b-PLA micelles have been used in a number of biomedical applications for their biodegradability and biocompatibility. Along these lines, I investigated the colloidal stability and the peptide absorption properties of PEG-b-PLA/PLA mixed micelles. A series of PEG-b-PLA block copolymer micelles and PEG-b-PLA/PLA mixed micelles were prepared, and their colloidal stability was studied. The hydrodynamic diameters of stable micelles were determined by using Dynamic …

Catalytic Hydrotreating Of Palm Oil Over Ni/Mesoporous Zeolite For Bio-Jet Fuel Production, Nipitpon Panarmasar

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The production of bio-jet fuel from palm oil using different types of Ni/mesoporous zeolite. The conventional zeolites were modified into mesoporous zeolites by desilication with NaOH and micro-mesoporous post-synthesis method with SBA-15. Supported Ni-catalysts on zeolites were prepared using a wet impregnation method with a 10 wt% Ni loading. The experiments were conducted in a continuous-flow fixed-bed reactor. The reaction temperature significantly influenced palm oil conversion and the selectivity of jet-fuel range products. The Ni/USY exhibited the highest liquid and jet range selectivity at a temperature of 425°C and a pressure of 25 bar. Furthermore, the modified-support catalyst, 10 wt% …

3d Printable Polymer Electrolyte Hydrogel For Zinc-Ion Battery, Nantachporn Jirawatanaporn

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The increasing use of electronic wearable devices for diverse applications leads to demand for new energy storage, especially flexibility and wearable design. Zinc-ion batteries (ZIBs) are significant potential energy storage for such applications. However, the lack of stable and durable electrolytes for flexible ZIBs significantly limits their applications. Gel polymer electrolytes can challenge these limitations; however, it offers low ionic conductivity compared to conventional liquid electrolytes. Increasing porosity is one of the proposing approaches to improve the ion mobility interconnects pathway. The 3D printing process is a versatile technology that can be applied to gel-like polymers. This research aims to …

Hydrogen Production By Steam Reforming Of Bioethanol And Fusel Oil Over Ni/Zsm-5 Nanosheet And Ni/Sic, Porapak Suriya

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this research, hydrogen production is performed by steam reforming of bio-alcohol over Ni-based catalysts. First section of the study, Ni/SiC catalyst was synthesized and used in steam reforming of fusel oil (FSR). The SiC support was prepared by pyrolysis of rice husk at 1500 °C to obtain β-SiC phase, which benefit to reduce the carbon formation due to its good thermal conductivity and durability. The Ni/SiC1500 indicated 90% of fusel oil gas conversion and 29% of hydrogen yield during a 300 min of steam reforming of fusel oil at 700 °C, hence presenting a good performance, and remaining stable …

Photopolymers : Environmentally Benign Technology For A Variety Of Industries, Tatyana Tarasevich

Legacy Theses & Dissertations (2009 - 2024)

Photopolymerization is a well-known process with applications in a variety of industries. Photopolymers are formed by a reaction of monomers or oligomers, photoinitiators and in some cases crosslinkers. Upon irradiation with UV or visible light, monomers undergo conformational change to form polymers via a photochemical process. Several photopolymerization types will be discussed in this thesis. End products of photopolymerizations included epoxies, inks, coatings, photoresists, etc.

ผลของนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตต่อสมบัติของคอมพอสิตยางธรรมชาติที่พลาสติไซส์ด้วยน้ำมันพืช, กนกภรณ์ เลิศกาญจนาพร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงสมบัติของยางธรรมชาติเพื่อนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการสีดำ โดยการเสริมแรงด้วยตัวเติมเสริมแรงทดแทนผงเขม่าดำ ได้แก่ แคลเซียมคาร์บอเนตแบบดั้งเดิม (PCC) และ นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต (NCC) ที่มีการควบคุมขนาดและรูปร่างอนุภาค นอกจากนี้ยังต้องการทดแทนพลาสติไซเซอร์จากน้ำมันแร่ (MO) ด้วยน้ำมันรำข้าว (RBO) เริ่มจากผสมยางคอมพาวนด์ที่มีการแปรสัดส่วนของ PCC ที่ 0 10 20 30 40 และ 50 phr เปรียบเทียบพลาสติไซเซอร์น้ำมัน MO กับ น้ำมัน RBO ที่สัดส่วนคงที่ 5 phr ร่วมกับสารเคมีอื่นที่จำเป็นสำหรับการคงรูป ขึ้นรูปเป็นชิ้นงานด้วยการคงรูปที่อุณหภูมิ 160 องศาเซลเซียส จากผลการทดลองพบว่าPCC ที่พลาสติไซส์ด้วยน้ำมัน RBO ให้สมบัติทางกายภาพ สมบัติเชิงกล รวมถึงสัณฐานวิทยาที่ใกล้เคียงกับน้ำมัน MO ดังนั้นน้ำมัน RBO สามารถเป็นพลาสติไซเซอร์แทนน้ำมัน MO ได้ จากนั้นผสมยางคอมพาวนด์ที่มีการแปรสัดส่วนของ NCC ที่ 0 20 40 50 60 และ 80 phr และน้ำมัน RBO ที่สัดส่วนคงที่ 5 phr ร่วมกับสารเคมีอื่นที่จำเป็นสำหรับการคงรูป ขึ้นรูปเป็นชิ้นงานด้วยการคงรูปที่อุณหภูมิ 160 องศาเซลเซียส จากผลการทดลองพบว่าเมื่อเพิ่มปริมาณ NCC ส่งผลให้ปฏิกิริยาการวัลคาไนเซชันของคอมพอสิตยางธรรมชาติเกิดได้เร็วขึ้น เวลายางสกอร์ช (Ts2) และ เวลายางสุก (Tc90) มีแนวโน้มลดลง เนื่องจาก NCC มีอนุภาคขนาดเล็ก พื้นที่ผิวมาก นำความร้อนได้ดี และสามารถกระจายตัวในยางได้สม่ำเสมอ สำหรับสมบัติเชิงกลในด้านแรงดึงพบว่าสัดส่วน NCC ที่เหมาะสมคือ 50 phr มีค่าความทนแรงดึง 27.0 MPa อย่างไรก็ตามเมื่อสัดส่วนของตัวเติมเพิ่มเป็น 60 phr ขึ้นไป ตัวเติมเสริมแรงเริ่มเกาะกลุ่มกันเป็นก้อนส่งผลให้ความทนแรงดึงเริ่มลดลง จากภาพสัณฐานวิทยาพบว่า NCC มีการกระจายตัวในเนื้อยางสม่ำเสมอ ไม่เกิดช่องว่างระหว่างสารตัวเติมกับเนื้อยาง …

Molecular Engineering Of Self-Immolative Polymers As Chemically Responsive Temporary Adhesives For Protective Garments, Hana J. Yarbrough

Dartmouth College Master’s Theses

The long-term goal of this thesis is to design novel chemical protective garments that both shield and sense for chemical warfare agents. The overarching hypothesis of this work is that joining textiles with a chemically responsive temporary adhesive will reduce the permeability of and detect hazardous analytes across fabric boundaries. Work towards achieving this goal and testing this hypothesis is separated into two chapters. The first chapter reports the development of a self-immolative polymer, poly(phthalaldehyde), into a stimuli-responsive temporary adhesive. Developing poly(phthalaldehyde) as a robust adhesive that rapidly releases substrates would be a significant and novel contribution to the fields …

Reinforcement Of Elastomers By Reactive Ionic Surfactant, Nicole Vickerman

Williams Honors College, Honors Research Projects

Elastomers without cross-linking agents or fillers do not have the necessary properties for practical applications in the rubber industry. Elastomers must be reinforced with fillers and/or cross-linking agents to achieve the needs of physical and mechanical properties for commercial products. Sodium octyl 6-mercaptohexyl phosphate (SOMP) and sodium ethyl (6-mercaptohexyl) phosphate (SEMP) were used to investigate the influence of a reactive ionic surfactant and its influence on the physical properties of peroxide crosslinked styrene butadiene rubber (SBR). SEMP and SOMP were both found to be able to be grafted successfully on to the SBR chains within the rubber using extraction testing …

Theoretical Investigation On Optical Properties Of 2d Materials And Mechanical Properties Of Polymer Composites At Molecular Level, Geeta Sachdeva

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The field of two-dimensional (2D) layered materials provides a new platform for studying diverse physical phenomena that are scientifically interesting and relevant for technological applications. Theoretical predictions from atomically resolved computational simulations of 2D materials play a pivotal role in designing and advancing these developments. The focus of this thesis is 2D materials especially graphene and BN studied using density functional theory (DFT) and molecular dynamics (MD) simulations. In the first half of the thesis, the electronic structure and optical properties are discussed for graphene, antimonene, and borophene. It is found that the absorbance in (atomically flat) multilayer antimonene (group …

การผลิตวานิลลินจากเคอร์คูมินอยด์ในขมิ้นชันโดยโอโซโนไลซิส, ภัทรวดี รุ่งศรีทอง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในปัจจุบันการสังเคราะห์วานิลลินใช้วัตถุดิบตั้งต้นจากอุตสาหกรรมปิโตรเลียม ซึ่งวานิลลินสังเคราะห์นี้ ใช้สำหรับเป็นสารแต่งกลิ่นวานิลลากันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหาร อย่างไรก็ตาม การใช้วัตถุดิบตั้งต้นที่สามารถเกิดขึ้นใหม่ได้ตามธรรมชาตินั้น เป็นแนวทางที่มีความยั่งยืนมากกว่า ตามหลักการไบโอรีไฟเนอรี ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยสนใจศึกษาการผลิตวานิลลินด้วยปฏิกิริยาโอโซโนไลซิส โดยใช้เคอร์คูมินอยด์ที่อยู่ในขมิ้นชันเป็นวัตถุดิบตั้งต้น ขมิ้นชันเป็นพืชสมุนไพรที่ปลูกมากในประเทศไทยและประเทศในแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งเคอร์คูมินอยด์นั้นจะประกอบไปด้วย เคอร์คูมิน (curcumin), ดีเมทอกซีเคอร์คูมิน (demethoxycurcumin), และบิสดีเมทอกซีเคอร์คูมิน (bisdemethoxycurcumin) ผู้วิจัยเริ่มจากการสกัดเคอร์คูมินอยด์จากขมิ้นชันผงน้ำหนักประมาณ 45 กรัม ด้วยเทคนิคซอกเลท (Soxhlet extraction) โดยใช้เฮกเซนในการกำจัดน้ำมันหอมระเหยในขมิ้นชัน จากนั้นใช้เมทานอลสำหรับสกัดเคอร์คูมินอยด์ และได้ของผสมเคอร์คูมินอยด์ปริมาณ 9.2% (โดยน้ำหนัก) จากการวิเคราะห์เคอร์คูมินอยด์ที่สกัดได้ด้วยเทคนิคโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง (high-perfomance liquid chromatography) พบว่าประกอบไปด้วย เคอร์คูมิน ดีเมทอกซีเคอร์คูมิน และบิสดีเมทอกซีเคอร์คูมิน ในปริมาณ 46%, 22%, และ 32% ตามลำดับ นำของผสมเคอร์คูมินอยด์ดังกล่าวมาทำปฏิกิริยาโอโซโนไลซิสในตัวทำละลายเมทานอลที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสและรีดิวซ์ด้วยไดเมทิลซัลไฟด์ (dimethyl sulfide) ได้ผลิตภัณฑ์เป็นของผสมระหว่างวานิลลินและ 4-ไฮดรอกซีเบนซาลดีไฮด์ (4-hydroxybenzaldehyde) ทำบริสุทธิ์ของผสมที่ได้ด้วยเทคนิคคอลัมน์โครมาโทกราฟี โดยใช้ซิลิกาเจลเป็นวัฏภาคนิ่งและใช้ตัวทำละลายผสมไดคลอโรเมเทน/เมทานอล/กรดแอซีติก (98.5:1.0:0.5 โดยปริมาตร) เป็นวัฏภาคเคลื่อนที่ สามารถแยกสารบริสุทธิ์วานิลลิน 63% และ 4-ไฮดรอกซีเบนซาลดีไฮด์ 97% ผู้วิจัยยังได้ศึกษาการตกผลึกเพื่อเป็นทางเลือกสำหรับการทำบริสุทธิ์ต้นทุนต่ำสำหรับของผสมหลังผ่านปฏิกิริยาโอโซโนไลซิส พบว่าสามารถตกผลึก 4-ไฮดรอกซีเบนซาลดีไฮด์ให้บริสุทธิ์ในปริมาณ 62% ด้วยตัวทำละลายผสมคลอโรฟอร์ม/เฮกเซน (1:1 โดยปริมาตร) อย่างไรก็ตาม ยังมีวานิลลินและ 4-ไฮดรอกซีเบนซาลดีไฮด์ เหลืออยู่ในสารละลายหลังตกผลึก (mother liquor) ในปริมาณ 58% และ 32% ตามลำดับ โดยสรุปผู้วิจัยประสบความสำเร็จในการผลิตวานิลลินและ 4-ไฮดรอกซีเบนซาลดีไฮด์จากขมิ้นชันซึ่งเป็นวัตถุดิบตั้งต้นที่สามารถเกิดขึ้นใหม่ได้ ผ่านปฏิกิริยาโอโซโนไลซิส นับเป็นแนวทางเพิ่มมูลค่าพืชสมุนไพรราคาถูกให้เป็นสารเคมีที่มีมูลค่าสูงขึ้นตามหลักการไบโอรีไฟเนอรี

Synthesis Of Rna Nucleotides Under Probable Prebiotic Conditions, Ryan Stimson

Williams Honors College, Honors Research Projects

RNA being composed of multiple covalently linked nucleotides is thought to have been a precursor to life circa 4.3-3.8 billion years ago. Non-enzymatically formed adenosine monophosphate (AMP), more specifically, is a vitally important subtopic of the self-assembly of the first RNA sequence. The goal of this study was to synthesize AMP non-enzymatically under benign conditions that are likely to have existed on early Earth. In this experiment, 3’,5’-cAMP was successfully formed using wet-dry cycles at 80°C paired with the minerals zeolite beta, hydroxyapatite, and aerosil 300 in the presence of adenosine, urea, and pyrophosphate. A nuclear magnetic resonance spectrometer was …

Valorization Of Furfural To Fuel Additives By Aluminophosphate And Metal-Organic Framework Catalysts, Janejira Ratthiwal

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this research, aluminophosphate (APAl) catalysts and metal oxide catalysts from calcined metal-organic frameworks (C-MOFs) were successfully synthesized. APAl-A catalysts were obtained from the FQM-383 laboratory group of Prof. Dr. Rafael Luque. The catalysts were named APAl-X/Y-A-Z which X/Y was the ratio of P/Al ratio and Z was the calcination temperature. Both factors were varied to study their effects on the catalyst properties of surface area and active acid sites on catalyst surface. The MOFs (MIL-101(Fe) and MIL-125(Ti)) were prepared by the solvothermal method. The calcination of MOFs (C-MIL-101(Fe) and C-MIL-125(Ti)) provided metal oxide catalysts. The APAl catalysts and C-MOFs …

Poly(Β-Gal-Thr): A New Scalable Synthetic Mucin, Manuel A. Lema

Dissertations and Theses

A method for the preparation of glycosylated polypeptides via the nucleophilic ring-opening polymerization of a glycosylated N-carboxyanhydride (NCA) monomer is reported. The synthesis of 2,3,4,6-tetraacetyl-β-galactose-threonine N-carboxyanhydride (β-AcO-Gal-Thr-NCA) monomer in 5 steps with an 8 % overall yield is described, and the single-crystal X-ray structure is provided. The effect of a series of Ni⁰-based organometallic initiators, nucleophilic amine initiators, co-catalysts, and solvents on the polymerization were explored. The kinetics of the three most promising conditions were studied in greater detail. The conditions that provided the highest yield, low polydispersity (Ð), and …