Search

Kao rezultat višegodišnjeg razvoja koncepta održivog i na znaju utemeljenog napretka javlja se pojam bioekonomije (BE). S jedne strane prema njoj su vodili nepovratno crpljenje prirodnih, fosilnih resursa uz istovremeni eksponencijalni rast svjetskog stanovništva, a s druge strane odgovorno promišljanje o proizvodnji i zaštiti okoliša. Tako je, tijekom presjedanja UK 2005., organizirana konferencija o bioekonomiji utemeljenoj na znanju pod naslovom „Transforming life sciences knowledge into new, sustainable, eco-efficient and competitive products“. Tijekom njemačkog presjedanja podržana je ova inicijativa te je 2007. u Köllnu organizirana konferencija pod naslovom „En Route to the Knowledge-Based Bio-Economy”, dok je 2010. pod belgijskim presjedanjem organizirana konferencija pod naslovom „The knowledge based bioeconomy towards 2020“. U Bruxellesu je 13. veljače 2012. Europska komisija usvojila strategiju o usmjeravanju europske ekonomije prema većem korištenju obnovljivih i održivih izvora. Komisijina strategija i akcijski plan pod naslovom „Innovating for Sustainable Growth: a Bioeconomy for Europe“ („Inovativnost za održivi rast: bioekonomija za Europu“) daju prikaz usklađenog, međusektorskog i interdisciplinarnog pristupa u rješavanju problema. Cilj je inovativnija ekonomija i proizvodnja uz smanjene štetne emisije, koja bi pomirila potrebe za održivim razvojem poljoprivrede i ribarstva, sigurnom hranom i održivom uporabom obnovljivih bioloških sirovina za industrijske svrhe, uz očuvanje biološke raznolikosti i zaštitu okoliša. Summary The European Commission has adopted a strategy to shift the European economy towards greater and more sustainable use of renewable resources, in February 2012. With the world population approaching 9 billion by 2050 and natural resources finite, Europe needs renewable biological resources for secure and healthy food and feed, as well as for materials, energy and other products. The Commission's strategy and action plan, "Innovating for Sustainable Growth: a Bioeconomy for Europe", outlines a coherent, cross-sectoral and inter-disciplinary approach to the issue. The goal is a more innovative and low-emissions economy, reconciling demands for sustainable agriculture and fisheries, food security, and the sustainable use of renewable biological resources for industrial purposes, while ensuring biodiversity and environmental protection. The plan therefore focuses on three key aspects: developing new technologies and processes for the bioeconomy ; developing markets and competitiveness in bioeconomy sectors ; and pushing policymakers and stakeholders to work more closely together. "Europe needs to make the transition to a post-petroleum economy. Greater use of renewable resources is no longer just an option, it is a necessity. We must drive the transition from a fossilbased to a bio-based society with research and innovation as the motor. This is good for our environment, our food and energy security, and for Europe's competitiveness for the future, " said Commissioner for Research, Innovation and Science Máire Geoghegan- Quinn. The term "Bioeconomy" means an economy using biological resources from the land and sea, as well as waste, as inputs to food and feed, industrial and energy production. It also covers the use of bio-based processes for sustainable industries. Biowaste for example has considerable potential as an alternative to chemical fertilizers or for conversion into bio-energy, and can meet 2 % of the EU renewable energy target. The EU bioeconomy already has a turnover of nearly € 2 trillion and employs more than 22 million people, 9 % of total employment in the EU. It includes agriculture, forestry, fisheries, food and pulp and paper production, as well as parts of chemical, biotechnological and energy industries. Each euro invested in EU-funded bioeconomy research and innovation is estimated to trigger € 10 of value added in bioeconomy sectors by 2025. The Strategy has three main pillars: 1) Investment in research, innovation and skills for the bioeconomy. This should include EU funding, national funding, private investment and enhancing synergies with other policy initiatives. 2) Development of markets and competitiveness in bioeconomy sectors by a sustainable intensification of primary production, conversion of waste streams into value-added products, as well as mutual learning mechanisms for improved production and resource efficiency. 3) Reinforced policy coordination and stakeholder engagement, through the creation of a Bioeconomy Panel, a Bioeconomy Observatory and regular Stakeholder Conferences. The strategy seeks synergies and complementarities with other policy areas, instruments and funding sources which share and address the same objectives, such as the Cohesion Funds, the Common Agricultural and Fisheries Policies (CAP and CFP), the Integrated Maritime Policy, environmental, industrial, employment, energy and health policies. With Research and Innovation at the heart of the Strategy, it will first be presented to EU Member States at the Competitiveness Council on 21 February 2012. EU Member States including Denmark, Finland, Germany, Ireland and the Netherlands already have Bioeconomy Strategies in place. On the international stage, Canada, China, South Africa and the US either have or are planning their own ambitious strategies. The Commission's proposal is one of the operational proposals under the Innovation Union and Resource – efficient Europe flagships of the EU 2020 strategy. The need to increase public funding for bioeconomy research and innovation has been recognised under the Commission's future research programme Horizon 2020.

The composition and molecular weight of polymers added to lubricating oils in order to improve their viscosity index are the key parameters, which together with temperature and chosen solvent determine size of hydrodynamic coils of polymer molecules. The size and properties of polymeric hydrodynamic coils display the most important influence on the viscosity of diluted solutions and change of oil viscosity with the temperature change. Alkyl methacrylate copolymers are particularly suitable for the optimization of the composition and structure aimed at a particular purpose and kind of base oil, since they are obtained by simple procedure of radical copolymerization. By incorporating even a small amount of functional comonomer the molecular interactions between the polymer and solvent can be affected significantly, therewith the hydrodynamic coil of polymer and the viscosity of the solution, respectively. Here it is important to maintain good properties of the basic polymer structure, such as, e.g. shear stability. In this work the viscometric and rheological properties of dispersive solutions of poly (alkyl methacrylate) and poly (styrene / alkyl methacrylate) with a variable proportion of dispersant components (dimethylaminoethyl methacrylate) are studied. Additives are prepared by radical copolymerization in solution of mineral base oils, with transfer agent. The obtained copolymers have weight average molecular weight in a range from 60, 000 to 250, 000. Kinematic viscosity and viscosity index at 40 oC and 100 oC, shear stability and pour point of polymer solutions in the oil were determined. Sastav i molekulska masa polimera koji se dodaju mazivim uljima za poboljšanje indeksa viskoznosti, ključni su parametri koji uz temperaturu i otapalo određuju veličinu hidrodinamičkog klupka polimerne molekule. Veličina i svojstva polimernog hidrodinamičkog klupka imaju najvažniji utjecaj na viskoznost razrijeđenih otopina i promjenu viskoznosti ulja s temperaturom. Alkil-metakrilatni kopolimeri posebno su pogodni za optimiranje sastava i strukture za određenu namjenu i bazno ulje, budući da se dobivaju jednostavnim postupkom radikalske kopolimerizacije. Ugradnjom već i male količine funkcionalnog komonomera može se znatno utjecati na molekulna međudjelovanja između polimera i otapala, a time i na polimerno hidrodinamičko klupko, odnosno, viskoznost otopine. Pri tomu je važno sačuvati dobra svojstva osnovne polimerne strukture, poput, na primjer, smične stabilnosti. U ovom radu istražena su viskozimetrijska i reološka svojstva otopina disperzantnih poli(alkil-metakrilata) i poli(stiren/alkil-metakrilata) s promjenjivim udjelom disperzantne komponente (dimetilaminoetil-metakrilat). Aditivi su pripravljeni radikalskom kopolimerizacijom u otopini mineralnog baznog ulja, uz prijenosnik rasta lančane reakcije. Dobiveni su kopolimeri raspona masenog prosjeka molekulskih masa od 60000 do 250000. Otopinama polimera u ulju određeni su kinematička viskoznost i indeks viskoznosti na 40 i 100 oC, smična stabilnost i točka tečenja.

The industrial growth is accompanied by an increase in water consumption, with simultaneous increase of environmental pollution, including water. Solution of the problem is a reasonable use of water by longer retention in the system for water management and multiple usages trough recovery and recycling, because all forms of water present a valuable resource which is necessary to be evaluated and used according to the quality. We investigated the possibility of processing wastewater contaminated with reactive dye by electrocoagulation. Electrocoagulation is a complex process where a separation of pollutants by electrolysis, coagulation and flotation takes place. The advantage of electrocoagulation over conventional methods of treatment of contaminated water is generation of a coagulant in situ by electrochemical oxidation of anode. Thus, additional burden of water and the need for neutralization of excess chemicals are prevented, as in the case of direct addition of coagulant, i.e. chemical coagulation. Its additional advantage is the possibility to process water loaded with different types of pollutants and design in the scale of smaller, local systems for water treatment that may be preferable to large, centralized systems that require transport to the distance, as well as the additional costs regarding energy, infrastructure, etc. Processes are carried out in batch reactor with a pair of iron electrodes. Processes are performed at different current densities. Influence of initial pH and duration of the process on the effectiveness of electrocoagulation are examined. The total organic carbon (TOC) and the absorption, i.e. the concentration of dye in solution after treatment, were used as performance indicators. Treatment of contaminated solution resulted with a high efficiency of removal of dye and decrease of the TOC. The best values are achieved for the initial pH = 3, wherein the color removal of 99.8% was achieved, and TOC reduction of 92-95%.

In recent decades, the legislators of the European Union, the United States of America and Brazil are world leaders regarding the promotion and mandatory use of biofuels for vehicles. Thus, the main biofuel in Brazil and the United States is ethanol derived from sugar cane or corn, while in the EU there are so-called FAME biodiesel (Fatty Acid Methyl Ester), derived from vegetable oils (mainly rapeseed and palm trees), and ethanol, partly in a form of the ethyl tert-butyl ether (ETBE) due to its application advantages. Although the manufacturers of the conventional internal combustion engines and cars emphasize many disadvantages of using a mixture of gasoline and diesel fuels with biofuels, a mandatory share of biofuels in fossil fuels grows recently. Usually, as explanation the environmental protection (often falsely shown), the use of renewable energy sources (biomass), as well as some strategic reasons (less dependence on imported raw materials, employment, development of neglected areas, etc.) are specified. However, in order to avoid negative impacts of fuel production from food as raw materials, the policy of incentives is slowly changing in favor of technologies for production of fuels from waste biomass, mainly based on the Fischer-Tropsch synthesis. Also, production of hydrocarbon (CH) biodiesel obtained by hydrotreating vegetable oils increases and from the viewpoint of the application in the current car it shows considerable advantages over FAME biodiesel. This work will provide a concise but comprehensive overview of the current status and trends regarding the production and use of. Special attention will be given to our own results and modeling of a mixture of gasoline and biobutanol (up to 50 vol. %): structural-group composition (GC / DHA / PIONA, NMR), thermodynamical miscibility, distillation characteristics, volatility (vapor pressure), viscosity and refractive index. Additionally, with the use of chemical process simulation software - ChemCAD, thermodynamic mathematical models NRTL, UNIFAC and UNIQUAC are tested in order to describe compatibility and phase stability of the prepared blends.

Oil in water type emulsions provide a good combination of cooling and lubrication and are therefore widely applied in the metal processing industry for various processes. They contain a high concentration of substances, which make them harmful for the environment after usage and should be handled appropriately. For this purpose, many processing techniques have been developed and used, including electrocoagulation as an increasingly used method. This paper examines the effectiveness of the separation of fresh and used mineral oil / water emulsion type by electrochemical coagulation, i.e. electrocoagulation (EC). EC combines three key processes: electrolysis, coagulation and flotation. It is known as a fast and efficient method that requires minimal or no addition of chemicals. EC is widely used to remove metals, colloidal particles, textile dyes, and for breaking the stable emulsions. Processes are performed in a batch reactor with aluminum electrodes and with the addition of NaCl in order to increase the electrical conductivity of the solution. Interdependence of salt concentration and conductivity of the emulsion was determined by separate experiments. The influence of current density and reaction time on the efficiency of the emulsion separation was examined by measuring the total organic carbon, the filtrate volume, mass of separated impurities and changes in weight of aluminum electrodes. The results obtained for fresh emulsion showed high efficiency of electrocoagulation regarding separation of hydrocarbons from emulsions (> 97%), expressed with the content of total organic hydrocarbons in water. Thereat, lower current density (0.5 A) during longer procedure proved as slightly more effective in comparison with higher current density (1.0 A) of electrocoagulation process in a shorter time. Also, a fresh mineral emulsion turns into a transparent aqueous solution, from initially milky white. Minimum efficiency of separating hydrocarbons from the used emulsion (79.9%) was achieved at the lowest current (0.1 A), while the maximum current (1.0 A) achieved an efficiency of 90.5%. By acidification of emulsion and at the current strength of 0.1 A the efficiency of hydrocarbons separation of 91.0% is achieved. U industriji obrade metala široko se primjenjuju emulzije tipa ulja u vodi koje osiguravaju dobru kombinaciju hlađenja i podmazivanja za brojne procese. Nakon upotrebe u njihovom sastavu se nalazi visoka koncentracija tvari koje ih čine štetnima za okoliš, te ih je potrebno primjereno zbrinuti. U tu svrhu su razvijene i upotrebljavaju se brojne tehnike obrade, a među njima, sve više se koristi metoda elektrokoagulacije. U radu je ispitana učinkovitost razdvajanja svježih i rabljenih emulzija na osnovi mineralnog ulja i vode, metodom elektrokemijske koagulacije, odnosno elektro-koagulacije (EC). EC objedinjava djelovanje triju osnovnih procesa: elektrolize, koagulacije i flotacije. Poznata je kao brza i učinkovita metoda koja zahtijeva minimalni ili nikakav dodatak kemikalija. EC se široko koristi za uklanjanje metala, koloidnih čestica, tekstilnih bojila, te za razbijanje stabilnih emulzija. Procesi su provođeni šaržno, u reaktoru s aluminijevim elektrodama i uz dodatak NaCl radi povećanja električne provodnosti otopine. Međuovisnost koncentracije soli i provodnosti emulzije utvrđena je zasebnim eksperimentima. Istražen je utjecaj jakosti struje i vremena reakcije na učinkovitost razdvajanja emulzija mjerenjem ukupnog organskog ugljika, volumena filtrata, mase izdvojenih nečistoća i promjene mase aluminijevih elektroda. Rezultati dobiveni za svježu emulziju pokazali su visoku učinkovitost elektrokoagulacije za odvajanje ugljikovodika iz emulzije (> 97 %), izraženo prema sadržaju ukupnih organskih ugljikovodika u vodi. Pri tome se manja jakost struje (0, 5 A) uz dulje trajanje postupka pokazala neznatno učinkovitijom u usporedbi s većom jakosti struje (1, 0 A) u kraćem vremenu procesa elektro-koagulacije. Također, svježa mineralna emulzija od početne mliječno bijele boje s vremenom prelazi u prozirnu vodenu otopinu. Kod rabljene emulzije najmanja učinkovitost odvajanja ugljikovodika iz emulzije (79, 9 %) postignuta je pri najmanjoj jakosti struje (0, 1 A), dok je pri najvećoj jakosti struje (1, 0 A) postignuta učinkovitost od 90, 5 %. Zakiseljavanjem emulzije i pri jakosti struje od 0, 1 A postiže se učinkovitost odvajanja ugljikovodika od 91, 0 %.

Analiza porijekla i udjela otopljenog organskog ugljika u eluatima otpadnih ljevačkih pijesaka.

Carbon nanotubes exhibit some extraordinary properties like large interfacial contact area, high stiffness and strength, great thermal and electrical conductivity. They are often combined with other materials in the hope of improving properties of the host material. Their high aspect ratio and low mass density make them great filers. In order to obtain mechanical improvements of the host material, homogenous dispensability and good interaction between filler and matric has to be achieved. Because of their sp2 hybridization, carbon nanotubes exhibit powerful van der Walls interaction and tend to agglomerate in bundles. For these reasons CNT are often functionalized by different groups which lower the attractive interactions or/and improve interactions with matrices. Nowadays there are many different procedures of functionalization used to accomplish previously stated goals. In this work we performed covalent modifications which include reactions of esterification and amidation on previously functionalized carboxylic multiwall carbon nanotubes (MWCNT).

Composite materials have roused interest due to their advantageous properties when it comes to improved strength, stiffness, etc. Carbon nanotubes are recognized as fillers that can contribute significantly to the improvement of properties of composites. Therefore, in this work polymeric nanocomposite materials were synthesized using various pairs of methacrylic comonomers in different ratios to form polymeric matrices. Also, the multiwalled carbon nanotubes (MWCN) were added in various ratios as fillers. The procedure of introduction of nanotubes was performed ex-situ. The obtained copolymers were characterized with respect to their composition and structure, homogeneity of dispersion of nanotubes in polymeric matrix, dynamical-mechanical properties, as well as state of the surface. The copolymer composition determined by NMR displays a good match between experimental and theoretical values which is due to similar reactivity of comonomers. Dispersion of nanotubes, which is examined using scanning electron microscopy (SEM), shows significant diversity in a wide range of added nanotubes, between 0.1–5 wt.%. Mechanical properties, i.e. phase transition temperatures, storage (E’) and loss (E’’) moduli of pure copolymers as well as of composite materials after the MWCN addition were tested by dynamic mechanical analysis (DMA). The glass transition temperatures (Tg) increased with the decreasing length of methacrylate side chains in methyl methacrylate (MMA) and n-alkyl methacrylate (octadecyl, dodecyl, hexyl methacrylate) (ODMA, DDMA, HMA) copolymers. Additionally, the analogous behavior was seen with increasing portion of long chain methacrylate within the same system, e.g. MMA-ODMA, where an increase of 20 mol.% of ODMA caused the Tg increase of 25 oC. The introduced nanotubes did not significantly influence the Tg values. The Tg shift observed due to filler addition was smaller than the shift due to the change of n-alkyl methacrylate length and amounted only few degrees. Notably, there were some discrepancies attributed to the degree of homogeneity of composite samples. The hydrophobicity of obtained materials was tested by the sessile drop technique. The values of contact angles were mainly greater or close to 90 o from which we concluded that the polymeric samples were slightly hydrophobic. Furthermore, the contact angle increased with increasing amount of long-chain methacrylate characterized with long paraffinic groups that possessed considerable hydrophobicity. After introducing carbon nanotubes in the copolymer samples, the contact angle changed relatively to the pure copolymer ; however, the changes were minimal and did not show any recognizable trend.

Composite (nano)materials of enhanced properties and structures lead to further progress in modern technologies, research and engineering. Use of carbon nanotubes as fillers in composite materials has been widely applied because of their ability to improve stiffness, strength, thermal and electrical conductivity of host materials. Good dispersion of nanotubes in composite material is of a great importance regarding transfer of properties from filler to host. Dynamic-mechanical and vibration damping properties of polymer blends, comprised of general purpose polystyrene (PS-GP) and styrene–hydrogenated butadiene copolymer, (SHBC) were investigated in this work. Series of polymer blends with various PS/SHBC ratios were prepared by mixing solutions of single polymer in toluene. Furthermore, composites with various weight fractions of multiwall carbon nanotubes (MWCNT) as filler were prepared by solution mixing, using high speed stirrer and ultrasonic bath. Mixtures were cast in teflon molds and dried at 60 °C. DMA results show glass transition temperature in a range between -20 °C and -10 °C for all prepared materials. Results of the Oberst's method show that maximum values of loss factor are obtained at temperature around -10 °C ; as expected, energy absorption capability reaches its maximum around glass transition temperature of material. It has been determined that with increase of the MWCNT content in composite, loss factor increases as well.

Development of (nano)materials with new properties and structures is essential for further progress in modern technologies and fields of research and engineering. Aim of this work was to develop materials for application in the field of vibration and sound damping. Dynamic-mechanical and damping properties of polymer blends, comprised of PS-GP (general purpose polystyrene) and SHBC (styrene–hydrogenated butadiene copolymer), were investigated. Series of polymer blends with various PS/SHBC ratios were prepared by mixing of solutions of single polymers in toluene. Furthermore, composites with various weight fractions of multiwall carbon nanotubes (MWCNT) as filler were prepared by solution mixing, using high speed stirrer and ultrasonic bath. Mixtures were cast in PTFE molds and dried at 60 °C. Obtained materials were characterized by dynamic-mechanical analysis (DMA) in order to determine glass transition temperature and primary viscoelastic functions (storage modulus, loss modulus, tan delta) and by differential scanning calorimetry (DSC) in order to confirm thermal phase transitions. Modified dynamic-mechanical analysis according to ISO 6721 (Oberst's method) was used to determine loss factor of material, which is a direct measure of capability of material to absorb energy of vibration and sound. Scanning electron microscopy was utilized to observe morphology of prepared polymer blends and composites. DMA results show glass transition temperature in a range between -20 °C and -10 °C for all prepared materials. Results of the Oberst's method show that maximum values of loss factor are obtained at temperature around -10 °C ; as expected, energy absorption capability reaches its maximum around glass transition temperature of material. Also, it has been determined that with increase of the MWCNT content in composite, loss factor increases as well.

Moderno zakonodavstvo u području zaštite okoliša propisuje sve strožije zahtjeve za ispušne plinove koji nastaju u motorima s unutarnjim izgaranjem. Zbog primjene (ne)katalitičkih kemijskih i drugih metoda obrade ispušnih plinova, te promjena u sastavu i čistoći motornih goriva, bitno se mijenjaju i zahtjevi za svojstvima motornih ulja. Tako, među ostalim, moderna motorna ulja moraju biti poboljšanih disperznih svojstva, povećane toplinske postojanosti, niskopepelna i ne smiju sadržavati sumpor. Željeni učinci postižu se izmjenom sastava baznih ulja kao i razvitkom novih i poboljšanjima postojećih aditiva. U ovom radu istraženi su multifunkcionalni polimerni aditivi motornih ulja metakrilatne i stirensko-metakrilatne osnove. Aditivi su proizvedeni kopolimerizacijom (i) metil-metakrilata (MMA), dodecil-metakrilata (DDMA), oktadecil-metakrilata (ODMA) i dimetilaminoetil-metakrilata (FMA) (aditiv D-PAMA) i (ii) stirena (St), DDMA, ODMA i FMA (aditiv D-PSAMA) u otopini mineralnog baznog ulja (50 mas. %) izotermnim šaržnim procesom uz diperoksidni inicijator i prijenosnik lančane reakcije. Pokusi su provedeni u poluindustrijskom mjerilu, do potpune konverzije monomera, što je potvrđeno spektroskopijom NMR. Dobivenim multifunkcionalnim polimernim aditivima D-PAMA i D-PSAMA određeni su raspodjela i prosjeci (brojčani, maseni i Z-prosjek) molekulskih masa kromatografijom isključenja po veličini (SEC), kristalnost i toplinska svojstva metodom diferencijalne pretražne kalorimetrije (DSC), toplinska postojanost metodom termogravimetrijske analize (TGA). Kapilarnom viskozimetrijom razrijeđenih otopina određena su molekulna međudjelovanja i izračunati viskozimetrijski parametri otopina kopolimernih sastavnica u baznom mineralnom ulju nužni za formuliranje motornih ulja. D-PAMA i D-PSAMA aditivi poboljšavaju viskoznost, indeks viskoznosti, disperznost, tecljivost pri niskim temperaturama i toplinsku postojanost motornih ulja. Primjenski reološki testovi određuju se normiranim metodama u akreditiranom laboratoriju tvrtke Maziva Zagreb d.o.o., članicom INA Grupe.

U svrhu bolje prilagodbe svojstava komercijalnih plastomera zahtjevima primjene, dodaju im se brojni i/ili različiti dodaci. Svaki polimer posjeduje određena poželjna, ali se ponekad javljaju i nepoželjna svojstva, na koja se može utjecati putem novonastalih međudjelovanja s dodacima. U praksi se poboljšanje svojstava polimera postiže kombiniranjem više polimera s ciljem dobivanja polimernih mješavina, provedbom procesa kopolimerizacije i/ili konačno dodavanjem aditiva, gdje polimer preuzima ulogu matrice u novonastalom kompozitnom materijalu.U ovom radu ispitivane su razlike u mehaničkim svojstvima dvaju različitih kopolimera, a zatim i utjecaj dodatka više vrsta punila istim kopolimernim matricama. U tu svrhu radikalskom kopolimerizacijom sintetizirani su kopolimeri metil-metakrilata (MMA) s oktadecil-metakrilatom (ODMA) u množinskom omjeru 80/20, te stirena(ST) s oktadecil-metakrilatom (ODMA) u množinskim omjerima 90/10 i 80/20. Dobiveni kopolimeri poslužili su kao matrice u pripravi kompozita ex situ načinom, umješavanjem 1 mas. % različitih komercijalnih anorganskih punila: dvije vrste kreda, vrsta liskuna, grafitno punilo te barit (BaSO4). Umješavanje se vršilo ručno i Turrax mješalicom. Raspodjela punila u kopolimernim kompozitima promatrana je pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM). Utvrđeno je da je kod većine otopljenih kompozita zbog razlike u gustoćama otopine polimera i punila došlo do taloženja punila uslijed gravitacije. Svojstva površine kompozita ispitivana su metodom kontaktnog kuta te je utvrđeno da je do znatnijih povećanja hidrofobnosti došlo samo kod kompozita sa stirenskim kopolimerom te grafitnim punilom i liskunom. Dinamičko mehaničkom analizom (DMA) karakterizirana su mehanička svojstva, kao i temperature faznih prijelaza. Utvrđeno je da su staklasti prijelazi stirenskih kompozita sastava ST90 ODMA10 u rasponu od 23 oC do 33 oC, za sustav ST80 ODMA20 u rasponu od 0 do 10 oC, a za metakrilatne kopolimere taj raspon iznosi 45 do 55 oC.

U ovom radu naglasak je stavljen na istraživanje primjensko-reoloških svojstava multifunkcionalnog polimetakrilatnog aditiva u mineralnom baznom ulju koji uz poboljšanje indeksa viskoznosti i stiništa doprinosi i detergentno-disperznim svojstvima. Disperzni poli(alkil-metakrilatni) aditivi, d-PAMA, pripravljeni su radikalskom kopolimerizacijom metil-metakrilata, dodecil-metakrilata, oktadecil-metakrilata i dimetilaminoetil-metakrilata (DMAEMA, udjela 2, 5 i 10 mol. %) uz različite udjele prijenosnika lančane reakcije u baznom ulju SN-150 uz difunkcionalni peroksidni inicijator. Sintetiziranim polimernim aditivima određena je raspodjela molnih masa kromatografijom isključenja po veličini, SEC, toplinska svojstva metodom diferencijalne pretražne kalorimetrije, DSC, toplinska postojanost u struji inertnog plina, N2, i u struji zraka metodom termogravimetrijske analize, TGA. Primjensko-reološka svojstva određena su prema normiranim metodama: točka tečenja, viskoznost, indeks viskoznosti te smična stabilnost. Sve razrijeđene otopine polimera u baznom ulju pokazale su visoke vrijednosti kinematičke viskoznosti i indeksa viskoznosti (> 160). Ugradnjom DMAEMA u makromolekulu mijenjaju se molekulska međudjelovanja između polimernog aditiva i ulja, što rezultira znatno većim hidrodinamičkim klupkom polimernih molekula u usporedbi s nedisperznim aditivima metakrilatne osnove. Porastom volumena klupka povećava se viskoznost, a smanjuje smična stabilnost otopina, dok su stiništa usporediva.

Ovaj dokument preporučuje definicije osnovnih pojmova povezanih s polimerizacijskim procesima. Najnoviji razvoj kinetike, termodinamike i mehanizama polimerizacije traži uvođenje novih termina kao i reviziju i proširenje prethodno definiranih termina u priručniku Compendium of Chemical Terminology (“Gold Book”) ili IUPAC-ovu izvješću prevedenom i na hrvatski jezik pod naslovom Glosar osnovnih pojmova u znanosti o polimerima (polimerstvu).

Ovaj dokument definira pojmove vezane uz moderne postupke radikalske polimerizacije, gdje neki aditivi reagiraju povrativo s radikalima, omogućujući reakcijama poprimanje odlika živućih polimerizacija premda je neizbježno u određenoj mjeri zastupljena i terminacija. U novijoj tehničkoj literaturi za ove se reakcije, osim ostalih, upotrebljavaju i neformalni nazivi, “kontrolirane”, “kontrolirane/ živuće”, ili “živuće” polimerizacije. Ne preporučuje se uporaba tih naziva. Uporaba naziva “kontrolirana” dopušta se u slučaju kad je definirana vrsta kontrole prilikom njegova prvog spominjanja, ali puno ime koje se preporučuje za ove polimerizacije je “povrativo-deaktivacijska radikalska polimerizacija”.

Because of their unique structure and physical properties carbon nanotubes draw a lot of attention. Properties like large interfacial contact area, high stiffness and strength, great thermal and electrical conductivity, high aspect ratio and low mass density make them ideal reinforcement fillers. However, due to the Van der Waals interactions it is very challenging to prevent the agglomeration of carbon nanotubes in bundles. That's why an appropriate chemical treatment of the nanotube surface is required for a fine dispersion to be accomplished. Another reason for their surface functionalization is achieving better or specific interaction between carbon nanotubes and polymer matrix. In this work covalent modification of multiwall carbon nanotubes (MWCNT) was performed which has enabled introduction of new alkyl ending on carbon nanotube surface by ester or amide linkage. Modified MWCNT were characterized by spectroscopic and thermal methods.

Alkyl methacrylate copolymers (PAMA) of specific composition and structure are well known and widely used improvers of rheological properties of mineral lubricating oils, especially of viscosity index and pour point of the engine and transmition oils where they are added in relatively high concentrations. Recently, development of the PAMA additives is oriented towards copolymers that display detergent-dispersive properties apart from improving shear and oxidation stability. The desired effect can be reached via polymerization by incorporating comonomers containing functional groups that include oxygen or nitrogen into the macromolecules. The duty of functional group in polymeric additive is to disperse sludge in oil and/or to prevent deposition of the combustion products that form a thin surface layer on the vital parts of an engine. This improves the efficiency of the engine, reduces friction and fuel consumption. The rheological behavior of solutions of the polymeric additives of lubricating oils that display dispersive properties was investigated. Additives are synthesized by radical copolymerization of styrene, dodecyl methacrylate, octadecyl methacrylate and dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA, 2 and 4 mol. % share) in base mineral oil. All solutions of copolymers in basic oil displayed high values of kinematic viscosity and viscosity index (> 150). By embedding DMAEMA into macromolecules the interactions between polymeric additives and oil changeed significantly. Therefore, much larger hydrodynamic volume of polymeric molecules compared to the conventional methacrylate additives occurs. As a result, the viscosity increased due to the hydrodynamic volume increase ; oppositely, shear stability of solutions decreased and pour points remained comparable. Relative, specific and reduced viscosities of diluted solutions of homopolymeric constituents of investigated additives: poly(alkyl methacrylate) (methyl-, PMMA ; dodecyl-, PDDMA ; octadecyl-, PODMA) and polystyrene (PS), as well as other most commonly used additives, ethylene-propylene (EPC) copolymers as well as styrene and hydrogenated butadiene (SHB) were determined, where the following ranking was obtained: EPC ≥ SHB > PDMAEMA ≥ PS >> PDDMA > PMMA ≥ PODMA. Huggins’ equation was used to describe the concentration dependence of viscosity where limiting viscosity number and Huggins’ constants were determined as well. The obtained relationships between polymer composition and structure vs. rheological properties of their solutions in oil, knowing the molecular interactions between polymers and solvents (base oil), enable formulating of lubricating oils of advanced application properties.

Istraživanje, razvoj i primjena materijala te pripadnih tehnologija spadaju u generičko područje znanosti i tehnike budući da se znanja iz područja razvoja materijala pretvaraju u nove proizvode i postupke u brojnim i različitim područjima – elektronici, građevinarstvu, strojarstvu, medicini i drugima. Tako i razvoj nanomaterijala s novim svojstvima i strukturama omogućuje daljnji napredak u mnogim područjima istraživanja i primjene. U ovom radu istraženi su struktura i morfologija alkil-metakrilatnih kopolimera. Binarni sustav metil-metakrilat (MMA) / oktadecil-metakrilat (ODMA) odabran je zbog molekulnih međudjelovanja polarnih esterskih i nepolarnih dugolančanih alkilnih domena. Za određene sastave i pri određenim uvjetima može doći do razdvajanja ovih faza dok se s druge strane zbog temeljnog lanca zadržava visoka razina kemijske sličnosti. Serija MMA-ODMA kopolimera različitih sastava dobivena je slobodno-radikalskom kopolimerizacijom monomera u otopini toluena. Kopolimerima su određeni sastav spektroskopijom NMR, toplinska svojstva i fazni prijelazi metodom DCS, i raspodjela molnih masa SEC metodom. Istraživanjem morfologije pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM) potvrđeno je razdvajanje faza kod alkil-metakrilatnih kopolimera i nastajanje dugolančanih alkilnih nanodomena. Nanodomene koje čine bočne C18 alkilne skupine mogu biti amorfne i kristalne strukture. To je potvrđeno DSC termogramima gdje su vidljivi endotermni vrhovi procesa taljenja kristalne faze, kao i literaturnim nalazima. Mijenjanjem molarnih omjera i vrsta alkilnih komonomera mijenjaju se sastav, struktura i veličina nanodomena, a time se mijenjaju i svojstva materijala. Također, amfifilična strukturiranost materijala omogućuje i dobivanje nanostrukturiranih polimernih kompozitnih materijala s dobrom raspodijeljenosti punila ili ojačavala za ciljane primjene.

Bioekonomija dolazi kao rezultat višegodišnjeg razvoja koncepta održivog i na znaju utemeljenog napretka. S jedne strane prema njoj su vodili odgovorno promišljanje o proizvodnji i zaštiti okoliša, a s druge strane nepovratno crpljenje prirodnih, naročito fosilnih resursa uz istovremeni eksponencijalni rast svjetskog stanovništva. Zemlje Europske unije na taj način potvrđuju visoku svijest u promišljanju problema koji se javljaju u suvremenom svijetu, što je iskazano i kroz suglasnost koja ja postignuta između dionika iz različitih sektora, javnog, privatnog i nevladinih organizacija. Težište strategije bioekonomije stavljeno je na istraživanja, inovacije, obuku širokog spektra zainteresiranih za bioekonomiju, zatim na razvoj tržišta i konkurentnosti, kao i na pojačan angažman svih zainteresiranih i snažniju koordinaciju u provedbi zacrtanih ciljeva. Danas je Europa predvodnik na svjetskoj razini na brojnim poljima bioznanosti, međutim kako SAD, Kanada, Japan, Indija i Kina ubrzano razvijaju industrijske biotehnologije, ulaganje u istraživanje i inovacije, prilagodba obrazovanja i obuka radne snage prema suvremenim potrebama, temeljni su preduvjeti za zadržavanje preimućstva u ovom području. Budući da će Europa tijekom idućih desetljeća biti suočena s nestajanjem prirodnih resurse, učincima klimatskih promjena i potrebom osiguravanja održive i sigurne opskrbe hranom i energijom, cilj kojemu se teži su objedinjavanje, a gdje me moguće i zamjena procesa na temelju fosilnih sirovina sa onima na bioosnovama. U tom novom pristupu vrlo često se javlja pojam biorafinerija, čiji je koncept, zapravo, analogan onome petrokemijskih rafinerijskih procesa, u kojima se proizvodi široka paleta proizvoda i goriva iz fosilnih izvora. Važno je i načelo kaskadne uporabe koje se bazira na jednokratnoj ili višekratnoj uporabi materijala nakon koje slijedi korištenje za dobivanje energije sagorijevanjem na kraju životnog ciklusa, uzimajući u obzir ublažavanje emisija stakleničkih plinova (GHG). Nusproizvodi i otpad iz jednog proizvodnog procesa koriste se kao ulazni tok u drugim proizvodnim procesima ili za dobivanje energije. Na taj način, biorafinerije mogu doprinijeti načelima "društva bez otpada", proizvodnjom različitih proizvoda i goriva na bioosnovi. Tako da današnja (petro)kemijska industrija, nakon pedesetak godina pretežitog oslanjanja na naftu kao polaznu sirovinu, ulazi u novo razdoblje.

Recently, the removal of pollutants from effluents by electrocoagulation (EC) is becoming an increasingly attractive method because it is a simple and efficient method for the treatment of water and many kinds of wastewater. EC involves the in situ generation of coagulants by electrolytic oxidation of an appropriate sacrificial anode upon application of an electric current ; thereby the generated metal ions produce metal hydroxide. Textile wastewaters are one of the most polluted wastewaters due to their characteristics such as strong color, high pH and temperature and low biodegradability. Dyes in the wastewater present a serious environmental problem since they cut-off sunlight, thereby upset biological activity in aquatic life and destroy aquatic life because of their toxicity. In this work we have investigated the batch removal of the reactive textile dye from an aqueous medium by the electrocoagulation method using iron parallel-connected electrodes. The effects of initial pH, current density and treatment time on the decolorization efficiency have been investigated. Since, the EC process is highly dependent on the conductivity ; NaCl was added in order to enable sufficient initial conductivity of 6.5 mS/cm. The EC process was performed on the solution of the Colored Index (C. I.) Reactive green 8 in water (c = 1 g/L) by applying four different currents. Effectiveness of the EC process for dye removal from water solution was seized by measuring the TOC and the UV/VIS absorbance of water phase obtained by filtration after the process completion. The results showed that there is dependence between the pH and current related to the color removal percent (R.P.%). Hence, in case of I = 1.5 A the R.P. was above 99 % for all applied pH, while in case of I = 0.1 A was between 84 % and 97 % depending on the pH, calculated by measuring UV/VIS absorbance. As expected, when lower currents were applied the required running time was longer. Generally, the effectiveness determined by measuring UV/VIS absorbance was higher than if measuring the TOC ; the difference amounted between 5 % and 15 %.

Zbog tehnologijskih i ekonomskih prednosti kao poboljšavala reoloških svojstava mazivih ulja upotrebljavaju se polimerne mješavine gdje su sastavnice komplementarnih svojstava. Najčešća je mješavina poliolefinskog (OCP) i polimetakrilatnog (PAMA) aditiva pri čemu OCP sastavnica povisuje viskoznost, indeks viskoznosti i smičnu stabilnost, dok PAMA sastavnica uz povećanje indeksa viskoznosti ulja snižava njegovo stinište. U novije vrijeme često se upotrebljava modificirani PAMA koji poboljšava i disperzna svojstva. Međutim, nedostak je ovih sustava nemješljivost sastavnica smjesnih aditiva zbog čega njihove otopine u ulju imaju nižu viskoznost u odnosu na otopine čistih sastavnica. Pod određenim uvjetima može doći i do nepoželjnog razdvajanja smjese na slojeve. Posljedično, ove pojave imaju znatan utjecaj na formuliranje mazivih ulja, odnosno sustava bazno ulje / aditivi. U ovom radu istražena je mješljivost u mineralnom baznom ulju modificiranog polimetakrilatnog aditiva, sastavnice koja uz viskoznost doprinosi i detergentno-disperznim svojstvima, s olefinskim kopolimerom, metodom viskozimetrije. Disperzni PAMA aditiv pripravljen je izotermnom radikalskom kopolimerizacijom u otopini uz difunkcijski peroksidni inicijator, dok je upotrebljeni OCP komercijalni proizvod. Polimerima su određeni sastav, metodom NMR i raspodjela molnih masa, metodom SEC. Određene su relativne i specifične viskoznosti PAMA/ulje, OCP/ulje i PAMA/OCP/ulje otopina u ovisnosti o sastavu i koncentraciji, te odgovarajući granični viskozni brojevi i Hugginsove konstante. Viskoznosti otopina polimernih mješavina su između viskoznosti otopina sastavnica: PAMA/ulje < PAMA/OCP/ulje < OCP/ulje. Mješljivost je utvrđena prema odstupanjima od idealnog hidrodinamičkog ponašanja prema modelima Krigbaum-Walla i Catsiff-Hewetta. Za sve sastave mješavina i po oba primijenjena modela dobiveni su negativni viskozimetrijski parametri molekulnih međudjelovanja (delta_b12 < 0), koji ukazuju na odbojna molekulna međudjelovanja i nemješljivost. Dodatno, metodom strukturno-grupnih doprinosa po Coleman-Graf-Painteru izračunati su parametri međudjelovanja za čvrstofazne polimerne mješavine koji također ukazuju na nemješljivost istraživanih polimernih smjesa (L12 > 0, delta_Gm > 0).

Emulzije uljnih derivata nafte u vodi široko se upotrebljavaju u metalo-prerađivačkoj industriji, budući da objedinjuju korisna svojstva hlađenja i čišćenja površina, zaštite od korozije i mazivosti. Također u velikim količinama nastaju neprimjerenim rukovanjem naftnim derivatima. Kako su takve emulzije otrovne zbog visokog sadržaja ugljikovodika, metala i drugih spojeva, kao što su emulgatori i površinski aktivne tvari, biocidi i inhibitori korozije, potrebno ih je na odgovarajući način zbrinuti. U ovom radu opisana je obradba emulzija naftnih uljnih derivata u vodi razdvajanjem vodene i uljne faze, metodom elektrokemijske koagulacije, odnosno elektrokoagulacije (EC). Budući da koagulant nastaje in situ elektrokemijskom oksidacijom odgovarajuće anode, nije potrebno dodavanje metalnih soli ili polimera, uobičajeno upotrebljavanih za razbijanje stabilnih emulzija i apsorpciju ulja, uklanjanje metala, koloidnih čestica, te topljivih anorganskih onečišćavala. Nadalje, EC ima cijeli niz prednosti: jednostavna oprema za provedbu procesa elektrokoagulacije ; otpadna voda nakon obrade je čista, bezmirisna i bezbojna ; nastali talog sličan je onom dobivenom kemijskim putem, ali sadrži manje vode, stabilniji je i lakše se uklanja filtracijom ; nastali efluent sadržava manje otopljenih krutina u usporedbi s kemijskim tretmanom što pruža bolju ponovnu iskoristivost ; na ovaj način se uklanjaju i male koloidne čestice, jer ih primijenjeno električno polje ubrzava i pospješuje njihovu koagulaciju ; mjehurići plina nastali reakcijama na elektrodama mogu nositi čestice na površinu (flotacija). EC je pokazala vrlo dobar učinak uklanjanja organskih tvari sadržanih u emulzijma na temelju uljnih derivata u vodi, veći od 95 %, izraženo preko vrijednosti ukupnog organskog ugljika (TOC), za ispitane koncetracije ulja u vodi do 10 mas. %.

Elektrokoagulacija (EC) je brza i jednostavna metoda obrade otpadnih voda širokih mogućnosti primjene gdje koagulat nastaje in situ elektrokemijskom oksidacijom odgovarajuće anode. Izostaje dodavanje metalnih soli ili polimera čemu se uobičajeno pribjegava kod razbijanja stabilnih emulzija, uklanjanja metala, koloidnih čestica, te topljivih anorganskih onečišćivala. U vlastitim istraživanjima EC je pokazala vrlo dobar učinak razbijanja svježih komercijalnih emulzija mineralnog ulja u vodi, veći od 95 % izraženo preko vrijednosti ukupnog organskog ugljika (UOU). Ustanovljeno je da, ako se manja jakost primijenjene struje kompenzira duljim trajanjem procesa, na kraju se postiže podjednaka vrijednost UOU što predstavlja prednost ove metode za slučaj njene primjene kao integralnog dijela obrade otpadnih voda. Kod svježe emulzije poliolefinskog sintetskog ulja u vodi nije postignuto zadovoljavajuće razdvajanje. Učinak za željezne elektrode iznosio je samo 6% dok uz aluminijeve elektrode nije zabilježeno razdvajanje. Provedena je EC sa svrhom razbijanja rabljenih emulzija ulja u vodi, mineralne i sintetske osnove. Utvrđena je velika učinkovitost postupka kod razdvajanja rabljenih emulzija mineralnog ulja u vodi, a mala kod obrade emulzija sintetskog ulja poliolefinske osnove. Utvrđeno je da učinkovitost EC ovisi o vrsti anodnog materijala. Elektrode od željeza uglavnom pokazuju lošiju djelotvornost u odnosu na aluminijske, ali razlika nije značajna za emulzije mineralnih ulja.

Nanostrukturirani polimerni kompoziti omogućuju dobivanje polimernih materijala poboljšanih i novih primjenskih svojstava. U ovom radu istraženi su priprava i svojstva nanostrukturiranih kompozita na temelju stiren-metakrilatnih kopolimera, i višestjenih ugljikovih nanocijevi (MWCNT). Kopolimeri stirena (St) i alkil-metakrilata (AMA) priređeni su radikalskom kopolimerizacijom vođenom izotermno i do visokih konverzija. Utvrđena znatna heterogenost kopolimera po sastavu posljedica je različite reaktivnosti upotrebljavanih monomera. Nanokompoziti su pripremljeni umiješavanjem MWCNT u otopinu St-AMA kopolimera, u udjelu od 1 i 5 mas. %. Ispitani su, kao i kopolimerna matrica, toplinsko-mehaničkim metodama karakterizacije, TGA, DSC i DMA. Dispergiranost ugljikovih nanocijevi unutar polimerne matrice određena je metodom skenirajuće elektronske mikroskopije. Utvrđeno je da dodatak ugljikovih nanocijevi od 1 i 5 mas. % u p(St-AMA) kopolimernu matricu nije u većoj mjeri utjecao na promjenu toplinskih i mehaničkih svojstava. Izostanak znatnih promjena ispitanih svojstava moguće je pripisati slabim molekulskim međudjelovanjima sastavnica. Mjerenjem kontaktnog kuta kapljica vode na površini kopolimera, odnosno nanokompozita, utvrđeno je da s porastom udjela stirena u kopolimeru, raste i hidrofilnost površine kopolimera zbog polarnog karaktera mera stirena. Također je ustanovljeno da dodatak ugljikovih nanocijevi ne utječe značajno na hidrofilna, odnosno hidrofobna svojstva ispitivanih materijala.

Metodom kapilarne viskozimetrije istražena je mješljivost polimernih poboljšavala reoloških svojstava motornih i mazivih ulja, poli((dimetilaminoetil-metakrilat)-ko-stiren-ko-(dodecil-metakrilat)-ko-(oktadecil-metakrilat)) (dPSAMA) s amorfnim poli(etilen-ko-propilenom) (EPC/OCP) u mineralnom baznom ulju SN-150 pri 40 oC. Polimerni aditivi dPSAMA s 2 i 10 mas. % udjelom dimetilaminoetil-metakrilata (DMAEMA), sastavnice s disperznim svojstvima, dobiveni su radikalskom kopolimerizacijom dugolančanih alkil-metakrilata, stirena i DMAEMA u mineralnom baznom ulju. Uloga funkcionalne amino skupine polimernog aditiva jest da dispergira čestice taloga nastalih u ulju tijekom njegove uporabe i/ili sprječava taloženje produkata sagorijevanja i oksidacije stvaranjem tankog površinskog sloja na vitalnim dijelovima motora. Time se omogućava učinkovitiji rad motora, odnosno smanjuju se trenje, energetske potrebe sustava i potrošnja goriva. Razrijeđenim otopinama dPSAMA i EPC polimernih aditiva i njihovih smjesa u mineralnom ulju izmjerene su relativne, specifične i reducirane viskoznosti u ovisnosti o sastavu i koncentraciji. Dobivene ovisnosti opisane su Hugginsovom jednadžbom te su određeni granični viskozni brojevi i Hugginsove konstante. Granični viskozni broj i viskoznosti pri istim koncentracijama za otopine EPC znatno su veće od onih za otopine dPSAMA. Vrijednosti Hugginsovih konstanti pokazuju da je mineralno ulje pri ispitanim uvjetima dobro otapalo za EPC i loše za dPSAMA, gdje makromolekule u otopini pokazuju i određenu sklonost prema samoasocijaciji. Viskoznosti otopina kopolimernih mješavina nalaze se između viskoznosti otopina sastavnica. Mješljivost polimernih aditiva utvrđena je prema odstupanjima njihovih otopina od idealnog hidrodinamičkog ponašanja prema modelima Krigbaum-Walla i Catsiff-Hewetta. Za sve sastave i po oba primijenjena modela dobiveni su negativni viskozimetrijski parametri molekulnih međudjelovanja (delta b12 < 0), koji ukazuju na odbojna molekulna međudjelovanja i nemješljivost sustava dPSAMA / EPC / mineralno bazno ulje. Dobiveni rezultati imaju primjenu pri formuliranju transmisijskih i motornih ulja za motore s unutarnjim izgaranjem koji zadovoljavaju Euro V zahtjeve za ispušne plinove.

U ovom radu istraženi su i određeni viskoznost i molekulna međudjelovanja u razrijeđenim otopinama poli(dimetilaminoetil-metakrilata) (PDMAEMA) u toluenu, a zatim i otopinama PDMAEMA s olefinskom kopolimerom, poli(etilen-ko-propilenom) (EPC) i nizom alkil-metakrilatnih homopolimera (PAMA): metil-metakrilatom (PMMA), heksil-metakrilatom (PHMA), dodecil-metakrilatom (PDDMA) i oktadecil-metakrilatom (PODMA). Ispitivanja su provedena metodom kapilarne viskozimetrije razrijeđenih otopina pri 30 °C. Navedeni (ko)polimeri i njihove mješavine upotrebljavaju se kao poboljšavala reoloških svojstava motornih ulja, najčešće kao poboljšavala indeksa viskoznosti (temperaturne ovisnosti viskoznosti) i snižavala stiništa mineralnih mazivih ulja. Ugradnjom DMAEMA u kopolimernu strukturu poboljšavaju se disperzna svojstva metakrilatnih polimernih aditiva, što doprinosi boljim uporabnim svojstvima motornih i mazivih ulja. Istraživanim (ko)polimerima određeni su raspodjela i prosjeci molnih masa metodom kromatografije isključenja po veličini (SEC) i sastav metodom magnetske rezonancije jezgre (NMR). Viskozimetrijskim mjerenjima određene su relativne, specifične i reducirane viskoznosti dvo- i tro-komponentnih polimernih otopina u ovisnosti o sastavu otopine i koncentraciji polimera (0, 1 – 0, 5•10-2 g cm-3), kao i odgovarajući granični viskozni brojevi i Hugginsove konstante. Viskoznosti otopina rastu s povećanjem koncentracije polimera, u nizu: PHMA ≥ EPC > PDMAEMA >> PDDMA ≥ PMMA ≥ PODMA. Viskoznosti otopina polimernih smjesa nalaze se između viskoznosti otopina sastavnica. Mješljivost polimera u otopini utvrđena je prema odstupanjima od idealnog hidrodinamičkog ponašanja prema modelima Krigbaum-Walla i Catsiff-Hewetta. Za mješavine PDMAEMA s PMMA, PODMA i EPC po oba primijenjena modela dobiveni su negativni viskozimetrijski parametri molekulnih međudjelovanja, b12 < 0, koji ukazuju na odbojna molekulna međudjelovanja i nemješljivost, dok su mješavine PDMAEMA s PHMA i PDDMA pokazale ponašanje blisko idealnom. Dobivene vrijednosti uspoređene su s termodinamičkim parametrima međudjelovanja za čvrstofazne polimerne mješavine izračunatima metodom strukturno-grupnih doprinosa po Coleman-Graf-Painteru, a koji ukazuju na nemješljivost svih istraživanih polimernih smjesa,  12 > 0. Prema tome slijedi da utjecaj otapala u razmatranjima (ne)mješljivosti višekomponentnih polimernih otopina mora biti uključen u proračune, posebice kada se polimerne smjese i primijenjuju u otopini, kao što je to slučaj kod mazivih motornih i transmisijskih ulja.

Emulzije mazivog ulja u vodi široko se upotrebljavaju u metaloprerađivačkoj industriji, budući da objedinjuju korisna svojstva hlađenja i čišćenja površina, zaštite od korozije i mazivosti. S vremenom, zbog izlaganja visokim radnim temperaturama, mehaničkim naprezanjima i mikroorganizmima u okolišu, emulzije više ne zadovoljavaju postavljene zahtjeve i potrebno ih je na odgovarajuci način zbrinuti. Pri tome se mora poštovati zakonodavstvo o zaštiti okoliša jer su otpadne emulzije otrovne zbog visokog sadržaja ugljikovodika, metala i drugih spojeva, kao što su emulgatori i druge površinski aktivne tvari, biocidi i inhibitori korozije. U ovom radu istraživana je mogućnost obrade emulzija ulja u vodi koje se upotrebljavaju pri obradi metala, metodom elektrokoagulacije. Elektrokoagulacijom dolazi do odvajanja ulja i onečišćujućih tvari iz vode odvijanjem procesa elektrolize, koagulacije i flotacije. Prednost elektrokoagulacije u usporedbi s uobičajenim metodama obrade onečišćenih voda je stvaranje koagulanta in situ, elektrokemijskom oksidacijom anode. Na taj način se sprečava dodatno opterećenje vode kao i potreba za neutralizacijom viška kemikalija u slučaju izravnog dodavanja koagulanta, tj. kemijske koagulacije. Ispitivane su svježe pripravljena emulzija iz koncentrata na temelju mineralnog ulja u vodi, te svježe i rabljene emulzije mineralnog, polusintetskog i sintetskog ulja u vodi. U sve emulzije je dodan NaCl u svrhu povećanja električne provodnosti, te time i smanjenja trajanja procesa i energijskih gubitaka. Proces je proveden u šaržnom reaktoru s jednim parom aluminijskih ili željeznih elektroda. Ulazni parametri procesa su bili koncentracija NaCl, jakost struje te vrijeme reakcije. Glavni izlazni parametar na temelju kojega su doneseni zaključci o učinkovitosti provedene metode, bio je ukupni organski ugljik. Obradom emulzija mineralnog ulja u vodi postignute su visoke djelotvornosti razdavajanja emulzija uz učinkovitosti uklanjanja ugljikovodika uporabom željeznih elektroda od 88 do 98 %, a uporabom aluminijskih od 97 do 98 %. Kod emulzija polusintetskog ulja u vodi uporabom aluminijskih elektroda raspon učinkovitosti bio je od 76 do 90 %, a primjenom željeznih od 26 do 53 %. Obradom emulzija sintetskog ulja u vodi nije došlo do odvajanja ulja iz emulzije.

Prošlogodišnja smotra proizvoda, uređaja i tehnologijskih postupaka u području kemijske, farmaceutske, prehrambene i biotehnologijske proizvodnje te srodnih područja, 29-ta ACHEMA-2009, odžana je u Frankfurtu od 11. do 15. svibnja. Ta se smotra tradicionalno održava svake treće godine i nezaobilazno je događanje za sve one koji su na bilo koji način povezani s tim područjima, od studenata, projektanata i stručnjaka svih profila do menadžera, koji u svojim sredinama donose strateške, gospodarske odluke.

Istraženo je viskozimetrijsko i reološko ponašanje otopina polimernog aditiva mazivih ulja s disperznim svojstvima. Aditivi su pripravljeni radikalskom kopolimerizacijom stirena, dodecil-metakrilata, oktadecil-metakrilata i dimetilaminoetil-metakrilata (DMAEMA, udjela 2 i 4 mol. %) u mineralnom baznom ulju. Sve otopine kopolimera u baznom ulju pokazale su visoke vrijednosti kinematičke viskoznosti i indeksa viskoznosti (> 150). Ugradnjom DMAEMA u makromolekulu znatno se mijenjaju molekulska međudjelovanja između polimernog aditiva i ulja, što rezultira bitno većim hidrodinamičkim klupkom polimernih molekula u usporedbi s konvencionalnim aditivima metakrilatne osnove. Porastom volumena klupka povećava se viskoznost, a smanjuje smična stabilnost otopina, dok su stiništa usporediva. Razrijeđenim otopinama homopolimernih sastavnica istraživanih aditiva, poli(alkil-metakrilatima) (metil-, PMMA ; dodecil-, PDDMA ; oktadecil, PODMA) i polistirenu (PS), kao i drugim najčešće upotrebljavanim aditivima, kopolimerima etilena i propilena (EPC) te stirena i hidrogeniranog butadiena (SHB), određene su relativne, specifične i reducirane viskoznosti, pri čemu je dobiven sljedeći poredak: EPC ≥ SHB > PDMAEMA ≥ PS >> PDDMA > PMMA ≥ PODMA. Koncentracijska ovisnost viskoznosti opisana je Hugginsovom jednadžbom te su određeni granični viskozni brojevi i Hugginsove konstante. Dobivene ovisnosti između sastava polimera i reoloških svojstava njihovih otopina u ulju, kao i poznavanje molekulskih međudjelovanja između polimera i otapala (baznog ulja), omogućavaju formuliranje mazivih ulja poboljšanih primjenskih svojstava.

Preparation and characterization of nanostructured polymeric composites based on alkyl methacrylates and multiwalled nanotubes was performed in view of obtaining advanced materials. Variation in composition and structure of alkyl methacrylate copolymers enables alteration of their physico- chemical properties such as molecular interactions regarding their nature and intensity, macromolecules segment mobility, plasticity, elasticity, etc. Aim of investigation is establishment of functional relations between reaction-process parameters, intrinsic as well as application characteristics of polymeric matrix and nanocomposites. Thereby, production of the materials of advantageous properties for certain applications would be achieved.

Prednosti uporabe funkcionalnih monomera u reakcijama polimerizacije jest da se ugradnjom čak i malih udjela određenih polarnih monomera znatno mijenjaju svojstva polimera ; žilavost, adhezivnost, površinska svojstva, postojanost, reologija, mješljivost. Ugradnjom funkcionalnog monomera dimetilaminoetil-metakrilata (DMAEMA) u alkil-metakrilatne kopolimere znatno se poboljšavaju njihova disperzna svojstva što je od velikog značaja pri njihovoj glavnoj upotrebi kao poboljšavala reoloških svojstava mineralnih mazivih ulja. U ovom radu istraženi je toplinska postojanost homopolimera poli(DMAEMA) i kinetika toplinske razgradnje. Dobiveni rezultati uspoređeni su sa drugim često upotrebljavanim polimernim aditivima mazivih ulja, i njihovim sastavnicama: poli(etilen-ko-propilenom) (EPC), hidrogeniranim butadien / stiren kopolimerom (HBS), polistirenom (PS), poli (oktadecil-metakrilatom) (PODMA), poli(dodecil-metakrilatom) (PDDMA) i poli(metil-metakrilatom) (PMMA). Također je određena i toplinska postojanost mineralnih baznih ulja koja se najčešće upotrebljavaju pri proizvodnji mazivih ulja. Istraživanim (ko)polimerima određeni su sastav (1H NMR) i raspodjela i prosjeci molekulskih masa (SEC). Toplinska razgradnja je istraživana metodom termogravimetrijske analize u području temperatura od +35 do +600 oC i sa brzinama promjene temperature od 2, 5, 10 i 20 oC min-1. Ispitivanja su provedena u atmosferama dušika i zraka. Kinetička analiza procesa toplinske razgradnje polimera provedena je Flynn-Wallovom metodom, a kao rezultat dobiveni su energija aktivacije reakcije razgradnje, Ea, i predeksponencijalni faktor Arrheniusove jednadžbe, A. Utvrđeno je da se toplinska postojanost ispitivanih polimera u atmosferi dušika smanjuje u nizu: EPC > HBS > PS >> PDMAEMA ł PAMA. Poli(alkil-metakrilati) (PAMA) se razgrađuju u više stupnjeva za razliku od EPC, HBS i polistirena, koji se razgrađuju u jednom stupnju. Usporedbom razgradnje polimera u atmosferi zraka s onom u atmosferi dušika utvrđeno je da razgradnja EPC i HBS u zraku počinje na za 100 oC nižoj temperaturi, dok se kod PS i metakrilatnih polimera temperatura početka razgradnje ne mijenja značajno sa promjenom atmosfere.

Toplinska postojanost i fazni prijelazi među najvažnijim su svojstvima polimera i određuju vrstu i područje njegove uporabe. Polimeri koji se upotrebljavaju kao aditivi mazivih ulja za poboljšavanje indeksa viskoznosti i drugih reoloških svojstava tijekom uporabe izvrgnuti su visokim temperaturama, smičnim naprezanjima i djelovanju kisika. Razgradnjom polimernih molekula smanjuje se viskoznost otopina, a posljedično, moguće je i nastajanje taloga. Stoga je od velike primjenske važnosti poznavati toplinsku, smičnu i oksidacijsku postojanost takvih polimera, koje u velikoj mjeri određuju uporabnu trajnost i rok izmjene mazivog ulja. Dosadašnjim istraživanjima, pokazalo se da je toplinsko-oksidacijsko ponašanje poboljšavala indeksa viskoznosti na temelju metakrilatnih polimera određeno toplinskim djelovanjem, dok je u olefinskim polimerima ono određeno oksidacijskim djelovanjem. U ovom radu istražena je toplinska postojanost polimetakrilatnih aditiva mazivih ulja modificiranih stirenom (PSAMA), kako bi se poboljšala njihova smična stabilnost, i modificiranih dimetilaminoetil-metakrilatom (d-PAMA), kako bi se poboljšala njihova detergentno-disperzna svojstva. Dobiveni rezultati uspoređeni su s onima za druge često primijenjivane polimerne aditive mazivih ulja, olefinski kopolimer (OCP), amorfni poli(etilen-ko-propilen) i kopolimer stiren-hidrogenirani butadien (SHB). Postojanost (stabilnost) polimernih aditiva prema toplinskoj razgradnji istražena je metodom termogravimetrijske analize (TGA). Termogravimetrijske krivulje snimljene su u području temperatura od +35 do +600 oC s brzinama promjene temperature od 2 do 20 K min-1, u atmosferi dušika. Iz dobivenih rezultata određene su međuovisnosti gubitka mase, temperature te vrste i sastava polimera. Istraživanim homopolimerima i kopolimerima također su određeni raspodjela i prosjeci molekulskih masa metodom kromatografije isključenja po veličini (SEC) kao i sastav metodom magnetske rezonancije jezgre (NMR). Ustanovljeno je da dimetilaminoetil-metakrilat i posebice stiren poboljšavaju toplinsku postojanost metakrilatnih polimera. Temperatura pri kojoj dolazi do gubitka polovice početne mase za alkil-metakrilatni kopolimer s udjelom metil-metakrilata od 30 mol. % jednaka je 313 oC, dok je za istovrsni kopolimer gdje je metil-metakrilat zamijenjen stirenom ta temperatura znatno veća i iznosi 363 oC. Za SHB i OCP kopolimerne aditive temperatura gubitka polovice početne mase veća je od 400 oC. Polimeri na temelju metakrilata razgrađuju se u više stupnjeva, za razliku od polistirena, SHB i OCP koji se razgrađuju u jednome stupnju. Mehanizam razgradnje je depolimerizacija do monomera. Također je studirana i kinetika razgradnje, pri čemu su izračunate konstante brzine i energija aktivacije pripadajućih reakcija.

Reološka svojstva kapljevina mogu se znatno promijeniti dodatkom malih količina određenih polimera. Polimerne molekule u otopini zauzimaju konformaciju statističkog klupka. Na hidrodinamički volumen klupka utječu, osim osnovne strukture polimernih molekula (duljina lanca, granatost), još i međudjelovanja polimernih molekula s molekulama otapala, te s istovrsnim ili drugovrsnim polimernim molekulama u otopini. Vrsta i jakost međudjelovanja ovise o temperaturi, koncentraciji polimera i, ponovo, strukturi polimernih molekula. Izborom prikladne vrste polimernoga dodatka, njegovih molekulnih dimenzija i strukture u načelu se mogu kontrolirati reološka svojstva poput viskoznosti otopine i temperaturne ovisnosti viskoznosti. Među brojnim se takvim primjenama ističe primjena amorfnih poli(etilen-ko-propilena) (EPC), poli(alkil-metakrilata) (PAMA), ili hidrogeniranih bločnih i zvjezdastih poli(stiren-ko-butadiena) i poli(stiren-ko-izoprena) kao dodataka mineralnim mazivim uljima, gdje služe kao poboljšavala indeksa viskoznosti. U posljednje se vrijeme za tu svrhu često rabe polimerne mješavine. Tako, kod otopina smjesnog EPC/PAMA aditiva u ulju EPC sastavnica povisuje viskoznost ulja i njenu postojanost pri uvjetima smične deformacije, dok PAMA sastavnica povećava indeks viskoznosti ulja i snižava njegovo stinište. Zbog nemješljivosti smjesnih aditiva njihove otopine u ulju imaju nižu viskoznost u odnosu na otopine čistih sastavnica, a može doći i do nepoželjnog razdvajanja smjese na slojeve. Posljedično, obje pojave imaju znatan utjecaj na formuliranje sustava bazno ulje / aditivi. U ovom radu metodom viskozimetrije istražena je mješljivost poli(dimetilaminoetil-matakrilata) (PDMAEMA), sastavnice koja doprinosi detergentno-disperznim svojstvima aditiva, s olefinskim kopolimerom (OCP/EPC), polistirenom (PS) i nizom metakrilatnih polimera (PAMA): homopolimerima metil-metakrilata (PMMA), heksil-metakrilata (PHMA), dodecil-metakrilata (PDDMA) i oktadecil-metakrilata (PODMA). Kao modelno otapalo, svojstava približnih mineralnom ulju, služio je toluen. Određene su specifične viskoznosti dvo- i tro-komponentnih polimernih otopina u ovisnosti o sastavu i koncentraciji, te odgovarajući granični viskozni brojevi i Hugginsove konstante. Viskoznosti otopina polimernih mješavina nalaze se između viskoznosti otopina sastavnica koje rastu u nizu: PAMA < PDMAEMA < PS < EPC. Mješljivost aditiva utvrđena je prema odstupanjima od idealnog hidrodinamičkog ponašanja prema modelima Krigbaum-Walla i Catsiff-Hewetta. Za mješavine PDMAEMA s PMMA, PODMA i EPC po oba primijenjena modela dobiveni su negativni viskozimetrijski parametri molekulnih međudjelovanja (Db12 < 0), koji ukazuju na odbojna molekulna međudjelovanja i nemješljivost, dok su sustavi PDMAEMA s PHMA, PDDMA ili PS pokazali ponašanje blisko idealnom. Parametri međudjelovanja za čvrstofazne polimerne mješavine izračunati metodom strukturno-grupnih doprinosa po Coleman-Graf-Painteru ukazuju na nemješljivost istraživanih polimernih smjesa (L12 > 0, DGm > 0).

Recenzija i prikaz knjige.

Novel biodegradable hydrogels are prepared that, potentially, can be used for many kinds of in medicine and in pharmacy, inside and outside the body since these hydrophilic polymer networks are capable of absorbing large amounts of water. These novel copolymers consisting of poly(vinyl alcohol) and [poly(rac-lactide) / poly(rac-lactide-co-glycolide)] (PVA-g-(PL/GA)) [1] present progress within a series biodegradable hydrogels based on polyesters such as polylactide, polyglicolide, poly(ε -caprolactone) and their various combination ; mixtures or copolymers. Their combination with hydrophilic PVA segments enables obtaining of a material of improved properties and gives opportunity for tailoring and controlling of the degradation time and pathway. Materials of different properties were obtained by changing the composition ratio of hydrogels, structure and MWs of segments. Mechanical properties of several measured hydrogels, expressed via Young's modulus with values between 1.95 and 3.70 MPa, are within the range of the modulus of articular cartilage [2]. The degradation behavior of hydrogels over a period of time of eight weeks up to 21 weeks was studied. The swelling and mass loss of the crosslinked hydrogels were investigated. The degradation– induced mass loss displays a noticeable difference depending on the structure and composition of the hydrogels. Thus, networks require between 10 and 110 days for 10% of mass loss. The water uptake continues to increase strongly during the whole time of degradation indicating the loosening of the network structure. Hydrogels with the higher polyester content show lower water uptake and lower rate of water uptake upon degradation relative those with a lower polyester content. The glycolide present in samples leads to a significantly higher water uptake than that of sample with pure lactide grafts after about 35 days of degradation. The status of degraded materials was, also, followed by IR analysis. As the degradation proceeds the characteristic C=O band moves toward lower wave numbers, indicating the decrease of ester bonds in the hydrogel, as it is shown in Figure. Moreover, polymer networks were studied in detail with TGA and DSC techniques. There was no significant change in the appearance of TGA and DTGA curves of networks in the course of degradation, except for the degradation onset. It is a two stages decomposition process with an initial small weight loss caused by water evaporation. DSC measurements of all samples show a single glass transition temperature during hydrolytical degradation where the increase of Tg is small. It amounts between 2 oC for hydrogels with polylactide grafts up to 9 oC in these with poly(lactide-co-glycolide) grafts. [1] Vidović, E., Klee, D., Höcker, H. J. Polym. Sci. Part A: Polym Chem., 2007, 45, 4536 [2] Stammen, J.A., Williams S., Ku D.N., Guldberg R.E. Biomaterials, 2001, 22, 799

Elektrokoagulacija (EC), kao jedna od metoda obrade otpadnih voda, ima veliki potencijal zbog mogućnosti široke primjene, brzine i jednostavnosti. EC je pokazala vrlo dobar učinak uklanjanja organskih tvari iz komercijalnih emulzija mineralnog ulja u vodi, veći od 90 % izraženo preko vrijednosti ukupnog organskog ugljika (UOU). Ustanovljeno je da različite gustoće struje u različitim vremenima ostvaruju gotovo istovjetan učinak. Tako je, bez obzira na jakost primijenjene struje, na kraju postignuta podjednaka vrijednost UOU što predstavlja prednost ove metode za slučaj njene primjene kao integralnog dijela obrade otpadnih voda. U ovom radu istražena je djelotvornost EC za razbijanje različitih tipova rabljenih emulzija ulja u vodi: mineralne, polusintetske i sintetske osnove. Maseni udjeli ulja u vodi bili su 10 % i 12 %. Eksperimenti su provedeni šaržno, s elektrodama od željeza i aluminija. Preliminarni rezultati pokazali su veliku djelotvornost elektrokoagulacije za razdvajanje rabljenih emulzija s mineralnim uljem, kao i sintetskim uljem silikonske osnove, i malu djelotvornost obrade emulzija sa sintetskim uljem poliolefinske osnove. Također je utvrđeno da vrsta materijala anode, ima znatan utjecaj na učinkovitost EC. Tako, Fe elektrode uglavnom pokazuju lošiju djelotvornost u odnosu na Al elektrode, ali je ta razlika zanemariva za emulzije s mineralnim uljem.

Istražen je utjecaj jakosti struje i vremena reakcije u procesu elektrokoagulacije na učinkovitost razdvajanja emulzije mineralnog ulja u vodi mjerenjem ukupnog organskog ugljika, volumena filtrata, mase izdvojenih nečistoća i promjene mase aluminijevih elektroda. Dobiveni rezultati pokazali su visoku učinkovitost procesa za odvajanje ugljikovodika iz emulzije, više od 96 %, izraženo prema sadržaju ukupnih organskih ugljikovodika u vodi, i za sve istražene jakosti struja. Vodena otopina po završetku procesa bila je bistra, bezbojna i bezmirisna. Iskorištenje struje povećava se s povećanjem električne provodnosti otopina i smanjenjem gustoće struje. Elektrokoagulacija se pokazala i kao vrlo brza metoda: vrijeme potrebno za potpuno razbijanje emulzije pri jakosti struje 0, 1 A bilo je 50 minuta, a pri 1, 0 A manje od 10 minuta.

Hidrogelovi su zahvaljujući njihovoj karakterističnoj trodimezijskoj strukturi pronašli brojnu primjenu kao adsorbensi u industriji i poljoprivredi gdje se koriste kao spremnici vode te za doziranje herbicida/pesticida, zatim u kozmetičkoj industriji, a najznačajnija njihova primjena je u medicini i farmaciji. Biorazgradivi hidrogelovi predstavljaju nov i napredan način doziranja lijekova, kombinirajući istovremeno prednosti tradicionalnih hidrogelova s različitim mogućnostima degradacije, što dalje omogućava poboljšanu kontrolu procesa oslobađanja aktivne tvari. Nadalje, mreže na temelju poliestera i različitih hidrofilnih polimera, umrežene uz pomoć metakrilatnih skupina, nameću se kao način dobivanja polimernih potpora u inženjerstvu tkiva. U ovom radu je provedena sinteza hidrogelova na temelju graftiranih kopolimera poli(vinil alkohola) i poli(laktida) ili poli(laktid-ko-glikolida) umreženih pomoću metakrilatnih skupina pri čemu su kontrolirani duljina i sastav poliesterskih lanaca u trostupanjskoj sintezi. Nakon toga, provedena je toplinska analiza polimernih mreža kako bi se pratila međuovisnost strukture i svojstava. DSC termogrami ispitivanih mreža i PVA uzorka su prikazani na slici 1. Svi uzorci su pokazali samo jednu temperaturu staklastog prijelaza iz čega se vidi da ne dolazi do razdvajanja faza. Budući da ne dolazi niti do pojave kristalizacije i taljenja, mreže se mogu smatrati amorfnima. Temperature staklastog prijelaza ispitivanih mreža se javljaju u raspo-nu između 51 oC i 69 oC. TGA i DTGA krivulje uzoraka pokazuju da se degradacija odvija u tri stupnja.

Viskoznost otopina polimernih aditiva u mazivom ulju pretežito ovisi o međudjelovanju između polimera i ulja, koncentraciji i temperaturi, molekulskoj masi i raspodjeli molekulskih masa polimera, a u kopolimerima i o udjelima i strukturnom rasporedu komonomernih sekvencija. Poboljšavala indeksa viskoznosti na temelju kopolimera etilena i propilena (OCP) pretežito su amorfne strukture s masenim udjelom etilena od 40 do 60 %. Veći udjel etilena u kopolimeru povećava indeks viskoznosti otopine, međutim, velike etilenske sekvencije nepovoljno utječu na topljivost kopolimera, posebice pri nižim temparaturama. Stoga, da bi se osigurala dobra primjenska svojstva, raspodjela komonomernih sekvencija u makromolekuli mora biti statistička, a već i male razlike u sastavu i strukturnim svojstvima različitih polimerizacijskih šarži OCP aditiva znatno utječu na viskoznost i mazivost ulja. U ovom radu istražen je i matematički opisan utjecaj sastava i strukture uzoraka različitih šarži komercijalnog OCP aditiva na viskozimetrijsko ponašanje mineralnih mazivih ulja. Viskoznost otopina aditiva u modelnom otapalu određena je kapilarnom viskozimetrijom, sastav i raspodjela komonomernih sekvencija određeni su metodama magnetske rezonancije jezgre (13C NMR) i infracrvene spektrometrije (FTIR), a strukturna svojstva kromatografijom isključenja po veličini (SEC), diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC) i difrakcijom rentgenskih zraka (XRD). Utvrđeno je da već i mali porast molne mase bitno povećava viskoznost OCP otopina, dok sastav kopolimernog aditiva na viskoznost otopina djeluje dvojako ; viskoznost je najmanja za približno ekvimolarne udjele etilena i propilena i povećava s povećanjem udjela pojedinih kopolimera. Međuovisnost sastava, molne mase i viskoznosti otopina aditiva izražena je empirijskom funkcijom izračunatom primjenom Marquardt-Levenbergovog iteracijskog algoritma. Dobiveni rezultati pružaju temelj za uspostavu funkcionalnih međuovisnosti sastava, strukture i primjenskih svojstava, s ciljem dobivanja proizvoda prema zahtjevima tržišta.

Today's world is facing the increasing pollution of all kinds due to the increase of the industrial production and consequently the amount of wastewater enlarges, too. This instance, along with the long-term problems existing in the water supply worldwide, stresses the complexity of the issues. On the other hand, awareness of the necessity of the rational water management grows, which results in shooting for solutions and methods to bring us closer to the goal. Electrocoagulation (EC), as one of potentially effective solutions for wastewater purification, is gaining on interest. It is based on separation of pollutants by coagulation, or flotation, where a coagulant is formed in situ which presents the main advantage of this method. The objectives of the present study were conditions that allow disintegration of an emulsion and the completeness of the oil fraction removal from the water emulsion. The process was performed in bulk using aluminum plates. The optimal quantity of NaCl needed for the sufficient conductivity of the system was sized. In case of the examined emulsion an optimal quantity of 0.8 wt % of NaCl was found, that gives conductivity of 13.2 mS. Kinetics of electrocoagulation process was fallowed at different current densities by determination of the total organic carbon (TOC) values before and after EC. The completeness of EC was determined visually, after clarification of an initially milky, whitish emulsion accompanied by flotation of the formed flocculated sludge. The required time for the process completion was 50 min for the current of 0.1 A, 13 min for the current of 0.5 A and 9 min for the current of 1.0 A. After the implementation of EC the TOC values of samples were between 527 and 530 mg L-1, which presents a significant decrease in comparison with its original value of 14500 mg L-1. Moreover, the mass change of electrodes, volumes of effluent after the sludge removal, as well as the weight of the dry sludge were determined. The weight of removed pollutants increased during EC process, where its values point on the high efficiency of EC.

Emulzije ulja i vode široko se upotrebljavaju u metalo-prerađivačkoj industriji, budući da objedinjuju korisna svojstva mazivosti, zaštite od korozije, hlađenja i čišćenja površina. S vremenom, zbog izlaganja mehaničkim naprezanjima, visokim radnim temperaturama i mikroorganizmima u okolišu, emulzije više ne zadovoljavaju postavljene zahtjeve i potrebno ih je na odgovarajući način zbrinuti. Pri tome se mora poštovati zakonodavstvo o zaštiti okoliša jer su otpadne emulzije otrovne zbog visokog sadržaja ulja, metala i drugih spojeva, kao što su emulgatori i druge površinski aktivne tvari, biocidi i inhibitori korozije. U radu je opisana obradba emulzija mineralnoga ulja i vode metodom elektrokemijske koagulacije, odnsno elektrokoagulacije (EC). Budući da koagulat nastaje in situ elektrokemijskom oksidacijom odgovarajuće anode nije potrebno dodavanje metalnih soli ili polimera uobičajeno upotrebljavanih za apsorpciju i razbijanje stabilnih emulzija, uklanjanje metala, koloidnih čestica, te topljivih anorganskih zagađivala. Procesi su provođeni šaržno, u reaktoru s aluminijevim elektrodama i uz dodatak NaCl radi povećanja električne provodnosti otopine. Međuovisnost koncentracije soli i provodnosti emulzije utvrđena je zasebnim eksperimentima. Istražen je utjecaj jakosti struje i vremena reakcije na učinkovitost razdvajanja emulzija mjerenjem ukupnog organskog ugljika, volumena filtrata, mase izdvojenih nečistoća i promjene mase aluminijevih elektroda. Dobiveni rezultati pokazali su visoku učinkovitost procesa elektrokoagulacije za odvajanje ugljikovodika iz vodene emulzije, > 96 %, izraženo prema sadržaju ukupnih organskih ugljikovodika u vodi, i za sve istražene jakosti struja. Vodena otopina po završetku procesa bila je bistra, bezbojna i bezmirisna. Iskorištenje struje povećava se s povećanjem električne provodnosti otopina i smanjenjem gustoće struje. Elektrokoagulacija se pokazala i kao vrlo brza metoda: vrijeme potrebno za potpuno razbijanje emulzije pri jakosti struje 0, 1 A bilo je 50 minuta, a pri 1, 0 A manje od 10 minuta.

Polimerima se često dodaju razni dodaci ili aditivi kako bi se dobilo nova i/ili poboljšalo željena svojstva polimernih materijala. Najčešće su to niskomolekulne tvari koje se dodaju za poboljšanje otpornosti na svjetlosnu, toplinsku i oksidacijsku razgradnju, mehaničke postojanosti, za smanjenje gorivosti, i tako dalje. Međutim, u mnogim slučajevima i polimeri se upotrebljavaju kao dodaci drugim materijalima. Polimerni dodaci smjesnim ugljikovodicima kao što su maziva ulja uspješno se upotrebljavaju već dugo vremena, a imaju višestruku namjenu: poboljšavala su indeksa viskoznosti, snižavala tecišta i disperzanti, odnosno detergenti karboniziranih taloga nastalih izgaranjem goriva. Koriste se u koncentracijama od 0, 5-5, 0 % i zato se ponašaju kao razrijeđene, odnosno polurazrijeđene polimerne otopine. Viskoznost takvih polimernih otopina, pretežito ovisi o koncentraciji i temperaturi, a zatim međudjelovanju otapalo / polimer, molekulnoj masi i raspodjeli molekulnih masa kao i konfiguraciji i konformaciji otopljenih makromolekula, a u kopolimerima o udjelu i strukturnom rasporedu komonomernih sekvencija. Kopolimeri na temelju etilena i propilena (EPC) ili olefinski kopolimeri (OCP) koji se upotrebljavaju kao dodaci mineralnim mazivim uljima, amorfne su strukture s udjelom etilena od 40-60 mas. %. Priređuju se reakcijom kopolimerizacije etilena i propilena, najčešće procesom u otopini i uz Ziegler-Natta topljive katalizatore, i novim procesima uz metalocenske katalizatore. Metalocenskim katalizatorima dobivaju se statistički kopolimeri s približno teorijskim rasporedom sekvencija ponavljanih jedinica i vrlo uskom raspodjelom molekulnih masa. Veći udjel etilena u kopolimeru povećava viskoznost otopine, međutim velike etilenske sekvencije nepovoljno utječu na topljivost kopolimera jer povećavaju sklonost stvaranju kristalnih struktura s parafinskim ugljikovodicima baznog ulja, posebice pri nižim temepraturama. S druge strane, povećan sadržaj propilena smanjuje oksidacijsku postojanost kopolimera pri višim temperaturama. Stoga, da bi se osigurala dobra primjenska svojstva, raspodjela komonomernih sekvencija u makromolekuli mora biti statistička, a već i male razlike u sastavu i strukturnim svojstvima različitih polimerizacijskih šarži znatno utječu na viskoznost i mazivost ulja. U ovom radu istražen je i matematički opisan utjecaj sastava i strukture komercijalnog OCP aditiva na viskozimetrijsko ponašanje mineralnih mazivih ulja. Viskoznost otopina aditiva u modelnom otapalu određena je kapilarnom viskozimetrijom, sastav i raspodjela komonomernih sekvencija određeni su metodama magnetske rezonancije jezgre i infracrvene spektrometrije, a strukturna svojstva kromatografijom isključenja po veličini, diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom i difrakcijom rentgenskih zraka. Utvrđeno je da već i mali porast molne mase bitno povećava viskoznost OCP otopina, dok sastav kopolimernog aditiva na viskoznost otopina djeluje u manjoj mjeri i dvojako ; viskoznost je najmanja za približno ekvimolarne udjele etilena i propilena i povećava s povećanjem udjela pojedinih kopolimera. Međuovisnost sastava, molne mase i viskoznosti otopina aditiva izražena je empirijskom funkcijom izračunatom primjenom Marquardt-Levenbergovog iteracijskog algoritma. Dobiveni rezultati pružaju temelj za uspostavu funkcionalnih međuovisnosti sastava, strukture i primjenskih svojstava, s ciljem kreiranja proizvoda prema zahtjevima tržišta.

In this work a synthetic procedure is described towards a class of poly(vinyl alcohol)-graft- [poly(D, L-lactide)/poly(D, L-lactide-co-glycolide)] copolymers which are sensitive to hydrolysis and therefore can be used for the development of controllably biodegradable hydrogels. Poly(D, L-lactide) and poly(D, L-lactide-co-glycolide) with various composition were obtained by reacting 2-hydroxyethyl methacrylate with D, L-lactide or glycolide dimers, followed by the transformation of the terminal hydroxyl group into carboxylate with the assistance of succinic anhydride. Coupling of those polyesters (PES) onto poly(vinyl alcohol) (PVA) was performed via the carboxylate group in dimethyl sulfoxide using N, N-carbonyldiimidazole. The graft copolymers were crosslinked via the methacrylate groups using a free radical initiator.The resulting copolymers, in the course of synthesis, were characterized with respect to their molar composition by means of 1H NMR spectra. Furthermore, polymer networks were detected and studied qualitatively by means of IR spectroscopy. The influence of the glycolide content in the polyester grafts and of the number of ester units in the grafts on thermal behavior and swellability were studied, as well as surface properties of hydrogels. Differential scanning calorimetry showed a single glass transition temperature that occurs in the range between 51 oC and 69 oC indicating the absence of phase separation.Thermogravimetry analysis of the networks showed the main loss in weight in the temperature range between 290 oC and 370 oC. The high swellability in water is characteristic of all hydrogels. Hydrophilicity, an important property of hydrogels relevant to their biomedical applications, was identified by the captive-bubble contact angle method. Hydrogels display the values of contact angle between 37 and 45 degrees which are significantly higher in comparison with the polylactide sample (57 degrees).

U radu su opisana niskotemperaturna svojstva mineralnih mazivih ulja uz polimerne aditive na osnovi terpolimera stirena s dodecil-metakrilatom i oktadecil-metakrilatom (PAMA-S). Dobiveni rezultati uspoređeni su s djelovanjem konvencionalnih aditiva na temelju dugolačanih metakrilata. Sastav i strukturne značajke terpolimera određeni su metodama magnetske rezonancije (NMR) i kromatografije isključenja po veličini (SEC). Povećanjem udjela stirena u terpolimeru postupno se povećavaju vrijednosti stiništa mazivoga ulja, od -33 oC za udjel stirena od 5 mas. % do -27 oC za udjel stirena od 15 mas. %, a zatim, za veće udjele stirena i do vrijednosti stiništa baznog ulja pri -9 oC. Mehanizam djelovanja aditiva utvrđen je na osnovi vrijednosti stiništa otopina terpolimera u ulju, kao i svojstvenih toplinskih veličina terpolimera: staklišta, tališta, entalpije taljenja i udjela kristalne faze, dobivenih metodom diferencijalne pretražne kalorimetrije. Potvrđen je mehanizam sniženja stiništa kokristalizacijom dugolančanih n-alkilnih skupina metakrilatnih polimera i n-parafinskih ugljikovodika baznog ulja. Optimalna niskotemperaturna svojstva PAMA-S postižu se odgovarajućim sastavom i omjerom dugolančanih alkilnih skupina, sukladno sastavu parafinskih ugljikovodika baznoga ulja.

Macromonomers bearing a functional polymerizable chain and capable of undergoing copolymerization provide a facile route of synthesis of various graft copolymers of well-defined structure. In this study, poly(D, L-lactide) (PLA) or poly(lactide-co-glycolide) (PLG) macromers were grafted onto hydrophilic macromolecular backbone of poly(vinyl alcohol) (PVA). Such a copolymer shows a hydrogel properties and act as potential biomaterial. The aim was the manipulation of physico-chemical properties and increase of hydrophilicity by changing: the length of grafted aside chains (4, 8, 16 repeating units), the ratio D, L-LA : GL (100:0 ; 75:25 ; 50:50 mol/mol), percent of grafting on PVA backbone chain (10, 15, 20 mol. %). The synthesis was performed in steps, first of which was a ring-opening polymerization of cyclic dimers of D, L-lactide or/and glycolide in presence of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as an initiator and stannous octoate as a catalyst. The next step was transformation of hydroxyl end groups into acid groups using succinc anhydride, in presence of pyridine and 4-dimethylamino-pyridine (DMAP). The fallowing step of synthesis was coupling of PLA or PLG aside chains onto PVA backbone in DMSO solution using dicyclohexyl carbodiimide (DCC) as coupling agent. The last step of synthesis was crosslinking of resulting grafted copolymer into hydrogel. The single steps of synthesis were characterized by 1H-NMR, 13C-NMR and IR methods. The hydrolytic degradation of the obtained hydrogels was investigated by performing mechanical test and by means of water uptake measurements. Both of them show a big influence of the polymer structure. Mechanical tests have shown that by increasing the length of aside PLA/ PLG chains from 4 to 16 repeating units there is increase of Young modulus from 0.5 MPa to 40 MPa, at the same time keeping all the other parameters constant. Water uptake values show that by increasing the length of aside PLA/PLG chains from 4 to 16 there is decrease of water uptake from 80 wt. % to 20 wt. % for the period of time e.g. 4 weeks. Contribution of the other parameters (D, L-LA : GL ratio ; degree of grafting, dilution of crosslinking polymer solution) were shown to be important as well.

Proveden je postupak optimizacije procesa polimerizacije smjese triju monomera, stirena, dodecil-metakrilata i oktadecil-metakrilata i primjenskih svojstava dobivenih terpolimera - aditiva za poboljšanje reoloških svojstava mineralnih mazivih ulja. Procesi polimerizacije provedeni su u šaržnom kotlastom reaktoru uz promjenljiv sastav smjese monomera, u otopini ksilena, odnosno baznog mineralnog ulja pri izotermnim uvjetima (100 oC). Na temelju Alfrey-Goldfingerove jednadžbe terpolimerizacije i poznatih kinetičkih veliči-na, omjera kopolimerizacijskih reaktivnosti monomernih parova, izračunati su pojedinačni i binarni azeotropni sastavi monomernih sastavnica. Za opis procesa primijenjen je teorijski kinetički model preinačene šaržne polimerizacije sa stalnim, jednolikim dodavanjem otopine inicijatora. Pripravljenim terpolimerima određena je strukturna građa, raspodjela i prosječne veličine molekulnih masa metodom kromatografije isključenja po veličini (SEC), te reološka svojstva otopina u ulju, kinematička viskoznost na 40 i 100 oC, indeks smične stabilnosti, indeks viskoznosti i stinište, normiranim metodama. Ustanovljena je funkcijska povezanost strukturnih svojstava pripravljenih terpolimera, posebice parametara raspodjele molekulnih masa te primjenskih svojstava aditiva izraženih indeksima smične stabilnosti i viskoznosti.

Polimerni aditivi mineralnih mazivih ulja uspješno se upotrebljavaju, posebice za dobivanje multigradnih ulja, a imaju višestruku namjenu: poboljšavala su indeksa viskoznosti, snižavala stiništa i disperzanti, odnosno detergenti karboniziranih taloga nastalih izgaranjem goriva u motoru. Koriste se u koncentracijama od 0, 5 -5, 0 % i zato se ponašaju kao razrijeđene, odnosno polurazrijeđene polimerne otopine. Snižavala stiništa djeluju mehanizmom usmjeravanja procesa kristalizacije parafinskih ugljikovodika prisutnih u baznom mineralnom ulju prema nastajanju manjih kristala, i sprečavanju nastajanja većih kristalnih nakupina. Kokristalizacijom segmenata polimernih molekula s parafinskim ugljikovodicima ograničava se rast kristala. Glavni im je učin sniženje temperature nastajanja čvrste kristalne strukture i tako sniženje temperature tečenja, stiništa, za 15 - 20 oC, a u nekim slučajevima i do 30 oC. Na taj način moguće je pokretanje i rad motora, odnosno njegovo podmazivanje i na vrlo niskim temperaturama od -30 oC - -40 oC. U radu su opisana svojstva snižavala stiništa mineralnih baznih ulja na osnovi terpolimera stirena, dodecil-metakrilata i oktadecil-metakrilata. Polimernim aditivima određeni su sastav i strukturna svojstva. S ciljem opisa mehanizma djelovanja, osim stiništa, diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC) određene su svojstvene toplinske veličine (fazni prijelazi) terpolimera ; temperature staklastog prijelaza, entalpije taljenja kristalita i temperature tališta. Utvrđeno je da povećanjem udjela stirena raste stinište, a to povećanje može se podijeliti u dva, linearno ovisna područja. U prvom, stinište postupno raste od -33 &ordm ; C za udjel od 5 mas. % stirena na -27 &ordm ; C za udjel stirena od 15 mas. %. U drugom dijelu s većim nagibom linearne ovisnosti, stinište raste do onog čistog baznog ulja, -9 oC, za sadržaj stirena od 25 mas. %, što je posljedica smanjene topljivosti terpolimera. Potvrđeno je da je aktivni dio terpolimera dugi lanac n-alkilne grupe metakrilatnih jedinica pri čemu je određen omjer dugolančanih metakrilata u terpolimeru za dobivanje optimalnih niskotemperaturnih svojstava.