The influence of functionalized silsesquioxanes on physicochemical and mechanical properties of selected polymer materials

Wydział ChemiiNiniejsza praca doktorska stanowi krytyczne spojrzenie na problematykę wytwarzania układów polimerowych zawierających w swoim składzie dodatki funkcjonalne w postaci silseskwioksanów oraz ich bliskich pochodnych, sferokrzemianów, które ze strukturalnego punktu widzenia uważać można za podtyp silseskwioksanów. Modyfikatory krzemoorganiczne przebadano zarówno pod kątem dodatków do masy tworzywa, jak i czynników modyfikacji powierzchniowej (środków sprzęgających) pigmentu mineralnego TiO2. Analizie poddano zasadność aplikacji badanych typów związków krzemoorganicznych w różnych technologiach przetwórczych, mianowicie wtrysku, wytłaczaniu folii, druku 3D techniką FDM oraz odlewaniu pigmentowanych żywic epoksydowych. Pozwoliło to na wskazanie obszarów, w których dalszy rozwój materiałów z modyfikatorami silseskwioksanowymi i sferokrzemianowymi uznano za perspektywiczne oraz zakresów stężeń racjonalnych z ekonomicznego punktu widzenia. Omówiono także koncepcję napełniaczy i nanonapełniaczy, jak i środków pomocniczych, celem właściwego zaklasyfikowania omawianych związków jako dodatków do tworzyw, z uwagi na rozbieżności występujące w literaturze naukowej.The presented doctoral thesis gives a critical view on the issues of the production of polymer systems containing in their composition various functional additives in the form of silsesquioxanes and their close derivatives, spherosilicates, which from a structural point of view can be considered a sub-type of silsesquioxanes. Organosilicon modifiers were tested both as additives used in the mass of the material and as surface modifiers (coupling agents) for an inorganic pigment, TiO2. The validity of the application of the tested types of organosilicon compounds in different processing technologies, namely injection moulding, foil extrusion, FDM type 3D printing and casting of pigmented epoxy resins was subjected to an analysis. This allowed to identify areas where the further development of materials with silsesquioxane and spherosilicate modifiers is considered prospective, and the ranges of additives loading rational from an economic point of view. The concept of fillers and nanofillers, as well as processing aids, was also discussed in order to properly classify these compounds as modifiers for plastics, due to the discrepancies in the scientific literature