Search

Svrha rada bila je istražiti mogućnost modifikacije površine polimera njihovom obradom komercijalnim sredstavima koja su dostupna u svakodnevnoj upotrebi. Modificirane su površine sljedećih polimera: polietilen niske gustoće (PE-LD), polietilen visoke gustoće (PE-HD), polilaktid (PLA), cikloolefinski kopolimer (COC), te materijali koji služe za izradu oblika aditivnom proizvodnjom, a nalaze se u obliku filamenata: poli(etilen-tereftalat)-glikol (PET-G) proizvođača Devil Design, F41 FLEXTM te F43 TOUGHTM proizvođača Forefront, te Z-GLASS proizvođača Zortrax. Osim ovih materijala, korištena je i smola trgovačkog naziva Clear, proizvođača Formlabs koja se koristi kao materijal za aditivnu proizvodnju stereolitografijom. Komercijalna sredstva korištena za obradu površine su sprejevi Bama Power Protector i AntiAqua, pjena Nano Vario, tekućine Rain-X i Bison Enamel Fix te 9HMR-FiX premaz. Prvenstveni cilj modifikacije površine bio je povećati njezinu hidrofobnost. Hidrofobne su one površine čiji je kontaktni kut s vodom veći od 90°, dok se površine čiji je kontaktni kut s vodom manji od 90° nazivaju hidrofilnima. Kontaktni kut se definira kao kut koji zatvara tangenta povučena na rub kapi tekućine i površina na kojoj se kap nalazi. Tijekom eksperimenta mjeren je kontaktni kut čiste, kao i obrađenih površina materijala s vodom, formamidom i dijodometanom te je iz dobivenih rezultata izračunata slobodna površinska energija. Snimljeni su spektri infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom svakog pojedinog sredstva korištenog za modifikaciju površine, kao i samih površina materijala sa i bez nanešenog sredstva. Kao zadovoljavajuća sredstva za modifikaciju pokazali su se Bama Power Protector sprej te impregnacijska pjena trgovačkog naziva Nano Vario, pa je ispitan utjecaj obrade površine tim sredstvima na stvaranje kapljica pri izlasku u reaktorima proizvedenim na 3D-pisaču Form2. Obrada površine u nekim je reaktorima utjecala na izgled i homogenost kapljica. The aim of this study was to explore the possibility of modifying the surface of the polymers by commercial agents that are available in everyday use. The following materials were used: low density polyethylene (PE-LD), high density polyethylene (PE-HD), polylactide (PLA), cycloolefinic copolymer (COC), and materials that are used in additive manufacturing and are in the form of filaments: poly(ethylene terephthalate)-glycol (PET-G) produced by Devil Design, F41 FLEXTM and F43 TOUGHTM, produced by Forefront and Z-GLASS produced by Zortrax. CLEAR resin, produced by Formlabs, was also used to examine the possibility of modifying its surface. This resin is used as additive manufacturing material by stereolithografy. Commercial agents used for surface treatment are sprays Bama Power Protector and AntiAqua, Nano Vario foam, Rain-X and Bison Enamel Fix and 9HMR-FiX coating. The primary purpose of surface modification was to increase its hydrophobicity. Hydrophobic are those surfaces whose contact angle with water is greater than 90°, while surfaces with a contact angle less than 90° are called hydrophilic. The contact angle is defined as the angle that closes the tangent withdrawn to the edge of the liquid drop and the surface on which the drop is located. During the experiment, the contact angle of cleaned, as well as the treated surfaces of the material with water, formamide and diiodomethane was measured, and from the obtained results the free surface energy was calculated. The FTIR (Fourier transformation infrared spectroscopy) spectra of each individual agent used for surface modification, as well as the surface area of the material with and without the applied agent were recorded. As satisfactory modification agents, Bama Power Protector spray and Nano Vario commercial impregnation foam have been shown, and the effect of surface treatment of these agents on the formation of droplets at the output of the reactors produced on the 3D Form2 printer was investigated. Surface treatment in some reactors influenced the appearance and homogeneity of droplets.

Kontinuirano praćenje svojstava izolacije transformatora, koja zbog različitih utjecaja stari, vrlo je važno kako bi se osigurala pouzdana opskrba električnom energijom koja je neophodna u industriji i svakodnevnom životu. Provođenjem laboratorijskih eksperimenata starenja izolacijskih materijala i analizom njihovih fizikalno–kemijskih svojstava omogućuje se procjena preostalog vijeka trajanja transformatora i trenutnog stanja njegove izolacije. Bitno je pratiti i održavati izolacijski sustav transformatora kako ne bi došlo do kvarova te kako bi se pravovremeno mogli obnoviti ili zamijeniti. U ovom radu je istražena primjenjivost metode određivanja kontaktnog kuta i slobodne površinske energije s tri ispitne tekućine na izolacijskom kraft papiru koja predstavlja još jedan parametar kojim se može procijeniti stanje transformatora. Također se provela ATR–FTIR analiza kako bi se utvrdile promjene u strukturi kraft papira tijekom različitih vremena starenja u ulju. Dobiveni uzorci koji su bili ubrzano stareni u transformatorskom izolacijskom ulju u laboratorijskim uvjetima podvrgnuti su ispitivanju metodom mjerenja kontaktnog kuta kako bi se pratila promjena slobodne površinske energije (γ) papira tijekom različitih vremena starenja. Određeni su korelacijski pravci slobodnih površinskih energija uvrštavanjem izmjerenih vrijednosti kontaktnog kuta u različite modele. Rezultati mjerenja metodom kontaktnog kuta su pokazali da površina papira starenjem postaje hidrofobnija, odnosno nepolarnija. Iz korelacijskih pravaca slobodnih površinskih energija može se uočiti da brzina opadanja slobodne površinske energije kraft papira ovisi o temperaturi starenja pri čemu je brzina veća na višoj temperaturi. ATR−FTIR analizom utvrdilo se koje se vrpce javljaju na spektrima starenog papira. Continuous monitoring of transformer isolation, which degrades for a variety of influences, is very important to ensure a reliable supply of electricity which is essential in industry and everyday life. Laboratory experiments and the analysis of physical−chemical properties of aged insulating paper enable the evaluation of the remaining service life of the transformer and the current state of its isolation. It is essential to monitor and maintain the transformer insulation system to avoid damage and to organize replacement or reconstruction if needed. This thesis examined the applicability of the contact angle method using three test liquids on insulating kraft paper. Surface free energy of the paper was also calculated. ATR−FTIR analysis was implemented in order to determine changes in the structure of kraft paper during different times of aging in oil. Samples, which were artificially aged in transformer insulating oil in laboratory conditions, were investigated using the contact angle method to monitor changes of the surface free energy (γ) of paper during different times of aging. The correlation curves of the free surface energy were determined by including the contact angle method values in different calculation models. The contact angle method results showed that the surface of paper becomes more hydrophobic, or non–polar by aging. By looking at the correlation curves of the surface free energy it can be noticed that the rate of decline of the surface free energy of kraft paper depends on the aging temperature whereby the rate is greater at higher temperatures. By implementing ATR−FTIR analysis it was determined which bands appear in the spectra of aged paper.

Opisane su pojave na graničnim površinama u mokrim procesima oplemenjivanja tekstila, od kojih su najznačajnije - kvašenje, penetracija i adsorpcija. Ove se pojave događaju u kontaktu dviju površina - kapljevine (kupelji) i krutine (tekstila), čija površinska svojstva određuju jakost međudjelovanja kruto-kapljevito. Ta su međudjelovanja rezultat slobodne površinske energije tekstila i svojstva kupelji kojom se površina tekstila obrađuje. Slobodna površinska energija nekog materijala (krutine) zbroj je energetskih doprinosa propisanih različitim površinskim interakcijama, nepolarnim Lifshitz-van der Waalsovim i polarnim kiselo-baznim interakcijama. Najčešće primjenjivana metoda određivanja slobodne površinske energije direktnim mjerenjem dodirnog kuta (kuta kvašenja) ima znatnih ograničenja kada je u pitanju tekstil, dakle, heterogena, porozna i najčešće hidrofilna površina. Metoda određivanja dodirnog kuta koristi se uglavnom na vrlo glatkim, homogenim, najčešće hidrofobnim površinama, kao što su npr. polimerne folije. Problem određivanja slobodne površinske energije na heterogenim, poroznim materijalima, slabo definirane geometrije, kao što su praškasti materijali, tekstil, keramika i sl. riješio je Chibowski polazeći od modificirane Washbornove jednadžbe koja se odnosi na mjerenje kapilarnosti poroznih materijala. U ovom radu opisan je pristup određivanju slobodne površinske energije i odgovarajućih energetskih komponenata na tekstilu, koji se temelji na eksperimentima kvašenja i penetracije nekoliko vrsta otapala, polarnih i nepolarnih na uzorcima tekstila, korištenjem aparature po Chibowskom i Holyszu., Phenomena on the interfaces in textile wet finishing processes are described: wetting, penetration and adsorption. These phenomena occur in contact of two surfaces - liquid (bath) and solid (textile) whose surface properties determine the intensity of the solid-liquid interaction. These interactions are the result of the surface free energy of textile and the property of treatment bath used for the treatment of the textile surface. The surface free energy of a material (solid) is the sum of energy contributions required by different surface interactions, non-polar Lifshitz van der Waals and polar acid-basic interactions. The mostly used method for determining the surface free energy by direct measuring the contact angle (wetting angle) contains considerable restrictions when it comes to textile, thus a heterogeneous, porous and mostly hydrophilic surface. The method of determining contact angle is used mostly on very smooth, homogeneous, mostly hydrophobic surface, such as polymer foils. The problem of determining surface free energy on heterogeneous, porous materials, which have a poorly defined geometry, such as powder materials, textile, ceramics and the like, was solved by Chibowski, starting from Washburn equation which applies to the measurement of the capillarity of porous materials. This paper describes an approach to the determination of surface free energy and corresponding energy components on the textile. It is based on the experiments of wetting and penetration of several solvents, polar and non-polar ones, on textile samples using the equipment made by Chibowski and Holysz.