Razvit je bil nov in inovativen pristop priprave maleimidobenzoksazinov. Pri tem je bila prvič omogočena raznolikost preko fenolnega dela molekule maleimidobenzoksazina, kar odpira široke možnosti za prilagoditev lastnosti pripravljenih maleimidobenzoksazinov preko fenolne raznolikosti. Ključ do uspešne implementacije nove sintezne metode je bila priprava aminomaleimida, ki je bil pripravljen s sintezo, kjer dodatno čiščenje produkta ni bilo potrebno. Izkoristki reakcije med aminomaleimidom in fenolom so dosegli 95 %, kar predstavlja pomembno izboljšanje v primerjavi z do zdaj znano literaturo. Aminomaleimid in novo sintetizirani maleimidobenzoksazini so bili okarakterizirani z 1H, 13C NMR in FTIR spektroskopijo. Zamreževanje pripravljenih maleimidobenzoksazinov je bilo preučevano z DSC analizo in mehanske lastnosti z DMA analizo. Novo pripravljeni maleimidobenzoksazini so izkazovali podobne lastnosti kot že predstavljeni v literaturi in dosegali temperature steklastega prehoda preko 240 °C. Termogravimetrična analiza je potrdila visoko termično stabilnost maleimidobenzoksazinov napram anilinobenzoksazinom. Na koncu so se pripravljeni maleimidobenzoksazini uporabili na primeru Diels-Alder reakcije kot možni benzoksazini z maleimidno funkcionalno skupino za potrebe samoceljenja.
COBISS.SI-ID: 1537432771
Preučevana je bila Diels-Alder reakcija med N-fenilmaleimidom in benzoksazinom s furansko skupino z namenom kasnejše uspešne uporabe samoceljenja v benzoksazinskih polimernih sistemih. Reakcija je bila preučevana kot funkcija temperature/časa in izvedena v talini in raztopini. Za primer reakcije v raztopini je bila opravljena tudi kinetična študija reakcije. Diels-Alder reakcija vodi do mešanice dveh diastereomerov: endo, ki je prisoten pri nižji, in ekso, prisoten pri višji ciklo-reverzibilni temperaturi. S tem namenom je bilo preučevano tudi razmerje v ekso/endo konverziji tako v talini kot tudi v raztopini. Študij kinetike v talini je razkril, da Diels-Alder reakcija sledi tipični bimolekularni reverzibilni reakciji drugega reda. Raziskava prikazuje podrobno preiskavo Diels-Alder reakcije in prinaša koristno znanje za kasnejšo uporabo v polimernih mrežah sposobnih samoceljenja.
COBISS.SI-ID: 1536888771
Epoksidiran kardanol se je uporabil kot začetni material pri razvoju nove bio-osnovane benzoksazinske (BOX) površinsko aktivne snovi. Zasnovana površinsko aktivna snov je bila uporabljena kot stabilizator za vodne epoksi emulzije. Kot dispergirani fazi sta bili upoabljeni dve epoksidni smoli; sintetična bisfenol A diglicidil eter epoksidna smola (EP) in bio-obnovljivo epoksidirano sojino olje (ESO). Oblikovanje in stabilnost vodnih emulzij smo raziskovali s preučevanjem velikosti delcev in reološkimi meritvami. Kopolimerni filmi (premazi), proizvedeni s sušenjem emulzij, so bili ramreženi pri povišani temperaturi. Za dosego visoko zamrežene strukture termosetov je bil uporabljen amin (AM) kot zamreževalo. Benzoksazinski surfaktant je izkazal odlično kompatibilnost z obema epoksidnima smolama in učinkovito kopolimeriziral z obema. Uvedba polibenzoksazina v epoksi mrežo je izboljšala termomehanske lastnosti (višja vrednost modula in višja gostota premreženja) čistih epoksi smol. Temperatura steklastega prehoda se je zmanjšala le nekoliko.
COBISS.SI-ID: 1536970435
Preučevana je bila kinetika zamreževanja benzoksazina na osnovi guajakola sintetiziranega iz guajakola, furfurilamina in formaldehida, ki tvori bio-osnovane polibenzoksazine. Proces zamreževanja je pokazal kompleksen potek polimerizacije, saj je bil eksotermni signal sestavljen iz več prekrivajočih se korakov. Ločevanje in fitiranje prekrivajočih se vrhov je bilo doseženo s PearsonVII distribucijo, pri čemer sta bila pridobljena dva ločena eksotermna signala kasneje asignirana kot stopnja 1 in stopnja 2. Navidezna aktivacijska energija, določena z metodo po Kissingerju, je bila za stopnjo 1 113,8 kJ mol–1 in za stopnjo 2 117,5 kJ mol–1. Prva stopnja je bila razložena kot posledica odpiranja benzoksazinskega obroča in elektrofilne substitucije, medtem ko druga stopnja ustreza preureditvi in difuzijsko-kontroliranemu koraku. Prva stopnja je bila v nadaljevanju opisana s Šesták–Berggren avtokatalitičnim modelom, medtem ko je druga stopnja sledila kinetiki n-tega reda, kar smo dokazali s Friedmanovo metodo. Uporaba obeh modelov se je izkazala za uspešno, saj sta bili obe stopnji zadovoljivo fitirani in kot taki zadovoljivo opisujeta kompleksno zamreževanje benzoksazina na osnovi guajakola.
COBISS.SI-ID: 1536750531