Badanie kierunków potencjalnego zastosowania cieczy jonowych w procesach wytwarzania i modyfikacji kompozytów epoksydowych oraz ocena ich właściwości

Abstract

Rozprawa doktorska koncentruje się na syntezie, charakterystyce oraz innowacyjnym zastosowaniu cieczy jonowych i ich mieszanin jako wielofunkcyjnych modyfikatorów i utwardzaczy dla żywic epoksydowych oraz kompozytów wzmacnianych włóknami. Praca składa się z dwóch głównych części: szczegółowej analizy teoretycznej oraz przewodnika po cyklu siedmiu publikacji, które opisują kompleksowe badania nad nowymi systemami cieczy jonowych oraz ich wpływem na właściwości badanych materiałów kompozytowych. W części teoretycznej zaprezentowano dogłębną analizę literatury, obejmującą historię, klasyfikację oraz unikalne właściwości fizykochemiczne cieczy jonowych. Szczególną uwagę poświęcono ich zastosowaniu w żywicach epoksydowych. Cykl publikacji koncentruje się na procesach syntezy różnych cieczy jonowych, ich wykorzystaniu w polimeryzacji żywic epoksydowych oraz analizie wpływu na struktury kompozytowe, w tym m. in. na właściwości mechaniczne, termiczne oraz odporność ogniową. Badania wykazały, że ciecze jonowe mogą pełnić istotną rolę jako modyfikatory, umożliwiając kontrolowane procesy sieciowania, poprawę właściwości mechanicznych oraz termicznych, a także zwiększenie odporności ogniowej kompozytów. Wyniki otwierają nowe możliwości w projektowaniu zaawansowanych materiałów kompozytowych, oferując jednocześnie praktyczne wskazówki dotyczące doboru optymalnych struktur cieczy jonowych.

The doctoral dissertation focuses on the synthesis, characterization, and innovative application of ionic liquids and their mixtures as multifunctional modifiers and hardeners for epoxy resins and fiber-reinforced composites. The work consists of two main parts: a detailed theoretical analysis and a guide through a cycle of seven publications that describe comprehensive studies on new ionic liquid systems and their impact on the properties of the examined composite materials. The theoretical part presents an in-depth literature review, covering the history, classification, and unique physicochemical properties of ionic liquids, with particular attention given to their application in epoxy resins. The publication cycle focuses on the synthesis processes of various ionic liquids, their use in the polymerization of epoxy resins, and the analysis of their impact on composite structures, including mechanical properties, thermal properties, and fire resistance. The research demonstrated that ionic liquids can play a significant role as modifiers, enabling controlled cross-linking processes, improving mechanical and thermal properties, and enhancing the fire resistance of composites. The results open new possibilities in the design of advanced composite materials while offering practical guidelines for selecting optimal ionic liquid structures.