Uspešen zagovor diplomskega dela Katje Hrbinič

»Diplomsko delo je bilo napisano v času študentske izmenjave v okviru programa Erasmus+, ki je potekalo od marca do maja 2019 na Montanuniversitaet Leoben. Eksperimentalno delo je bilo izvedeno v laboratorijih centra Polymer Competence Center Leoben in na Montanuniversitaet Leoben. Glavni cilj diplomskega dela je bil razvoj novih strategij za pripravo tankih elastomernih filmov z nizko površinsko lepljivostjo, nizko adhezijo med elastomerom in keramičnim nosilcem ter dobrimi mehanskimi lastnostmi. Ciljne aplikacije uporabe elastomernih filmov so rokavice za medicinsko uporabo, ki morajo izpolnjevati več zahtev. Zelo pomembna je udobnost pri nošenju in odpornost proti pretrgu. Tanki elastomerni filmi, izdelani kot rokavice za enkratno uporabo, so izdelani po postopku omakanja keramičnega nosilca v koagulant. Pomembno je homogeno omočenje površine keramike in enakomerna porazdelitev koagulacijske soli na nosilec. Na podlagi navedenega cilja smo se opredelili na razvoj novega koagulanta na vodni osnovi, ki bi omogočal izdelavo filmov iz lateksa brez uporabe sredstev za zmanjševanje lepljenja. Kemikalije za zmanjšanje površinske lepljivosti omogočajo tudi lažje snemanje rokavic s keramike. Tovrstne kemikalije imajo tudi nekaj pomanjkljivosti, saj niso topne v vodi in je njihove ostanke težko odstraniti s keramičnega nosilca, kar posledično vodi do neustreznih izdelkov. Prav tako so sredstva proti lepljivosti le delno vezana na površino rokavic, kar pomeni, da se lahko hitro odstranijo, s čimer se izgubi njihova funkcionalnost. Zaradi naštetih pomanjkljivosti obstoječega sistema smo v okviru diplomskega dela razvili postopek izdelave tankih elastomernih filmov, ki temelji na novem koagulantu z vsebnostjo organskega peroksida in koagenta v obliki emulzije. Med sušenjem elastomernega filma se peroksid homolitsko razcepi. Nastali radikali sprožijo premreženje površine filma, ki je v stiku s keramiko. S tem smo ciljali na zmanjšanje avto-adhezije površine filma in znižanje sile, ki je potrebna za odstranitev izdelka od keramike. Da bi dosegli stabilnost vodnega koagulanta z organskim peroksidom in koagentom, ki nista topna v vodi, smo testirali različne površinsko aktivne snovi in tehnike homogenizacije za pripravo stabilnih emulzij. Omočljivost igra pomembo vlogo pri omakanju keramičnega nosilca v koagulacijsko kopel. Najprej smo določevali vpliv koncentracije surfaktanta na omočljivost keramike in na stabilnost koagulacijske kopeli. Cilj je bil doseči omočljivost, podobno referenčnemu koagulantu, ki je vseboval kalcijev nitrat in surfaktant. Opazili smo, da igra koncentracija surfaktanta, ki je bil dodan, za stabilizacijo emulzije, zelo pomembno vlogo. Testirali smo organskih peroksid kot kemikalijo in kot že pripravljeno 40-odstotno vodno disperzijo s strani dobavitelja. Testiranja so pokazala bolj stabilno emulzijo pri uporabi 40-odstotne vodne disperzije. Koagulant, ki je vseboval disperzijo peroksida, koagent in določeno količino surfaktanta, je bil stabilen več kot pet dni, pri čemer smo testirali več ciklov segrevanja in ohlajanja, da bi simulirali realne pogoje na produkcijski liniji. Proučevali smo tudi vpliv temperature koagulacijske kopeli in vpliv temperature keramičnih nosilcev. Rezultati merjenja mehanskih lastnosti so v primerjavi z referenčnim koagulantom pokazali manjše raztezanje pri pretrgu in povečanje modula pri 50-odstotnem raztezku, medtem ko je bil vpliv na natezno trdnost zanemarljiv. Na podlagi pridobljenih rezultatov lahko sklepamo, da je koagulant elastomerne filme utrdil, kar kaže na dodatno zamreženje površine filma. Rezultati merjenja sile, ki je bila potrebna, da smo odstranili film s keramike, so pokazali, da imata tako surfaktant kot tip peroksida pomembno vlogo pri oprijemu elastomera na keramiko. Prav tako smo opazili znatno znižanje površinske lepljivosti navedenega koagulanta, ki je bila skoraj trikrat nižja kot pri koagulantu s samo kalcijevim nitratom in surfaktantom. Koagenti se razlikujejo tudi po reaktivnosti. Zaradi tega vplivajo na površinske in tudi mehanske lastnosti tankih elastomernih filmov. Najnižjo izmerjeno lepljivost smo določili pri uporabi koagenta tipa I, ki sta mu sledila koagenta tipa II. Pridobljeni rezultati dobro korelirajo tudi z literaturo, saj je znano, da so koagenti tipa I bolj reaktivni od koagentov tipa II, vendar zaradi možnosti povzročanja alergij na koži niso uporabni za namene površinske modifikacije rokavic. Z novim koagulantom smo dosegli zmanjšanje površinske lepljivosti in oprijemljivosti elastomernega filma na keramični nosilec. Nova strategija mešanja koagulacijske kopeli predstavlja obetavno strategijo za pridobivanje rokavic iz lateksa brez uporabe kemikalij za zmanjševanje zlepljenja in brez vseh pomanjkljivosti obstoječega sistema.«