Nagrađen rad o ekološkoj gumi
Ponedjeljak, 26.09.2016.

ponedjeljak, 26. rujna 2016.

 

Martina Dragičević, diplomandica Odjela za fiziku Sveučilišta u Rijeci, dobila je nagradu za najbolji rad u posterskoj sekciji u vrlo jakoj konkurenciji od 25 europskih zemalja na znanstvenom skupu 3rd European Conference on Smart Inorganic Polymers, koji je održan u Portu od 12. do 14. rujna. 2016.

Martina Dragičević obranila je 5. ovog mjeseca svoj diplomski rad pod naslovom: „Utjecaj otapala i temperature napuštanja uzoraka na ugradnju spinske probe u heterogenim sustavima polimera“ na Odjelu za Fiziku. Rad je izrađen pod mentorstvom prof. dr. sc. Srećka Valića, u suradnji s dr. sc. Tatjanom Antonić Jelić iz Instituta „Ruđer Bošković“ u Zagrebu.  Na znanstvenom skupu u Portu, Martina Dragičević prezentirala je dio svog diplomskog rada pod naslovom: Local Molecular Dynamics in Polyisoprene-Zeolite Composites (''Lokalna molekulska dinamika u poliizopren-zeolitnim kompozitima'').

Prirodni kaučuk, po svom kemijskom sastavu cis-1,4 poliizopren, komercijalno je najvažniji biopolimer i njegova proizvodnja raste iz godine u godinu. Da bi se iz njega dobio materijal željenih mehaničkih svojstava, prirodni se kaučuk mora umrežiti (vulkanizirati) i moraju mu se dodati punila koja djeluju kao očvršćivala. Do danas se uglavnom kao umreživač koristi sumpor, a kao punilo čađa zbog koje većina proizvoda od gume ima crnu boju. Guma, kao i ostali polimerni materijali, tijekom uporabe podložna je trošenju i starenju, čime proizvodi od nje postaju neprihvatljivi za daljnju uporabu te se moraju redovito zamijeniti novima. Stoga se pojavljuje problem odlaganja proizvoda koji više nemaju uporabnu vrijednost. Jedan manji dio tih otpadnih proizvoda se reciklira, a ostatak se uglavnom spaljuje, nekad kontrolirano, a vrlo često i nekontrolirano. Spaljivanjem proizvoda od gume, naročito zbog prisutnosti sumpora i ugljika (čađe), stvaraju se velike količine ekološki neprihvatljivih sumporovih i ugljikovih oksida koji, ako se ne prikupljanju, odlaze u atmosferu. Ako se uzme u obzir ogromna količina proizvoda od gume koji se svakodnevno odlažu kao neuporabljivi, guma predstavlja jedan od bitnih ekoloških problema.

Temeljna ideja ovog istraživanja bila je čađu zamijeniti zeolitima, a umjesto sumpora, kao metodu umreživanja koristiti visokoenergijsko gama-zračenje. Stoga su uzorci prirodnog kaučuka po ugradnji zeolita, umreženi gama-zračenjem, bez prisutnosti sumpora. Zeoliti, koji su po svom kemijskom sastavu uglavnom alumosilikatni spojevi, razlikuju se od ostalih alumosilikata i drugih kristalnih materijala, u postojanju strukturnih šupljina koje su međusobno povezane kanalima određenog oblika i veličine. Upravo zbog te svoje jedinstvene strukture u ovom radu je ispitana njihova moguća uporaba kao očvršćivala za gumu.

Iako se zeoliti pojavljuju u prirodi, u radu su korišteni čisti sintetski zeoliti pripravljeni u Laboratoriju za sintezu novih materijala Instituta ''Ruđer Bošković''. 

Ispitan je utjecaj niskosilikatnih zeolita A i X, koji se razlikuju u obliku u kojem kristaliziraju. Zeolit A najčešće kristalizira u obliku pravilnih kocki, a zeolit X u obliku kvadratnih bipiramida. Zeolit X se pokazao kao bolji kandidat za potencijalno punilo. Naime, Metodom spinske probe u elektronskoj spinskoj rezonanciji, pokazano je da ugradnjom zeolita X u gumu u relativno malim količinama, dolazi do usporavanja molekulske dinamike poliizoprenskih lanaca, što upućuje na njegova izuzetno dobra svojstva kao mogućeg očvršćivala. Nasuprot tomu, zeolit A pokazao je znatno manji utjecaj na molekulsku dinamiku poliizoprena.   

Uz ova saznanja koja bi mogla imati vrlo važnu ulogu u praktičnoj primjeni, u radu je pokazano kako izbor otapala i temperature napuštanja kod ugradnje spinske probe u nehomogene uzorke polimernih materijala utječe na rezultate spektroskopskih mjerenja, što je također od posebnog značaja za fundamentalna istraživanja u području eksperimentalne fizike čvrstog stanja.