1.11.2019

Doktorsavhandling i fysikalisk kemi

TkL Anne Norströms doktorsavhandling i fysikalisk kemi framläggs till offentlig granskning fredag 8.11.2019 vid fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.

Avhandlingen heter Adsorption of Silane Coupling Agents on Glass Fibre Surfaces.

Glasfibrer används ofta i kommersiella kompositer med syfte av att förstärkta konstruktionen av dessa. Betydelsen av sådana kompositer kan ses inom flera områden och applikationer. Kompositer har behållit sin popularitet under flera decennier, eftersom de produkter som erbjuds ger konstruktionen både styrka och elasticitet kombinerat med minskad vikt. Glasfibrer som används i kompositer är nästan alltid förbehandlade med kopplingskemikalier. Kopplingskemikalierna kan interagera med både organisk polymerharts och oorganisk glasyta. Dessa kopplingskemikalier har en viktig roll i kompositens styrka.

Målet med detta arbete var att karakterisera glasfiberytorna efter ytbehandlingen med silan och därmed få en bättre förståelse av de ytkemiska processer som sker vid gränsytan silan-glas.

Adsorptionen av silaner på glasfiberyta från både vatten och organiska media bestämdes med hjälp av flera analysmetoder. Resultaten indikerar att adsorptionen är beroende av olika faktorer som påverkar monomerspridningen och bildandet av ett polymerskikt på glasfiberytan. Om silanet endast fysisorberar på fiberns yta kan det leda till en svag punkt i den förstärkta produkten. För att undvika brott måste silanbehandlingen utföras så att endast kemisk adsorption av silan kan äga rum på glasfiberytan.

Viktig information om förändringar i de elektrokinetiska parametrarna av glasfibrernas heterogena ytor samlades genom strömningspotentialmätningar. De ändringar som infördes genom adsorption av silan på glasfiberyta påverkade strömningspotentialen och identifierades som en tydlig förändring i glasfibrernas ytladdning. Silanadsorptionen bekräftades ytterligare med hjälp av ESCA-mätningar genom uppföljning av karbonyl C₃ signalens intensitet. Silanadsorptionens pH-beroende studerades med hjälp av strömningspotentialmätningar.

Behandling av glasfibrer med syror och baser resulterade i urlakning av joner från både glasfiberytan och fiberns bulk. Den del av jonerna som lakats ut från glasfiberytan ersattes av joner med ursprung från den inre delen av fibern. Detta skapade en gradient från fiberns bulk till ytan och påverkade hållfastheten i glasfiberkompositerna.

Anne Norström disputerar fredagen den 8 november 2019 kl. 13 i auditorium Ekwall, Gadolinia, Porthansgatan 3, Åbo. Opponent är professor Erkki Levänen, Tammerfors universitet, och kustos är professor Jouko Peltonen, Åbo Akademi.

Anne Norström är född 19.6.1966 i Hyvinge. Hon avlade studentexamen 1985 vid Vehkojan lukio, Hyvinge, och DI-examen 1993 samt TkL-examen 1997 vid Åbo Akademi.

Anne Norström kan vid behov nås per telefon 040 355 0365 eller e-post anne.norstrom@gmail.com.

Avhandlingen finns elektroniskt i Doria:
www.doria.fi/handle/10024/172581?locale=lsv.

Klicka på bilden för att få fram en tryckduglig version.
Bilden får fritt användas av medierna.