Η παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάζει τη δυνατότητα αξιοποίησης υπολειμματικής βιομάζας και περιβαλλοντικά φιλικών συγκολλητικών συστημάτων για την παραγωγή βιώσιμων μοριοσανίδων, στο πλαίσιο της μετάβασης προς μια βιο-βασιζόμενη και κυκλική οικονομία. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν αγροτικά υπολείμματα καλαμποκιού και ηλίανθου, καθώς και αποδομημένα φύλλα Ποσειδωνίας, με στόχο την αξιολόγηση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων και της καταλληλότητάς τους ως πρώτες ύλες. Ο χαρακτηρισμός των υλικών πραγματοποιήθηκε μέσω Θερμοσταθμικής ανάλυσης (TGA), Περίθλασης ακτίνων-Χ (XRD), Φασματοσκοπίας Υπερύθρου (FTIR) και Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας σάρωσης (SEM–EDS). Τα αποτελέσματα έδειξαν διαφοροποιήσεις στη θερμική συμπεριφορά και στη σύσταση των λιγνοκυτταρινούχων συστατικών των υλικών, με τα φύλλα Ποσειδωνίας να εμφανίζουν υψηλότερη περιεκτικότητα σε λιγνίνη και υγρασία, ενώ τα στελέχη καλαμποκιού χαρακτηρίζονται από υψηλή περιεκτικότητα σε ολοκυτταρίνη και ταχύτερη αποπτητικοποίηση. Η ανάλυση ανέδειξε επίσης διαφορές στην περιεκτικότητα τέφρας και στην επιφανειακή μορφολογία των υλικών, στοιχεία που επηρεάζουν την επεξεργασιμότητα και τη συμπεριφορά τους ως πρώτες ύλες για σύνθετα υλικά. Παράλληλα, αξιολογήθηκαν διάφορα συγκολλητικά συστήματα, τόσο εμπορικά όσο και βιο-βασισμένα, συμπεριλαμβανομένων εποξειδικών ρητινών, βιο-βασισμένων εποξειδικών συστημάτων ψυχρής συγκόλλησης, ακόρεστων πολυεστερικών ρητινών, συγκολλητικών με βάση το άμυλο σε συνδυασμό με pMDI, καθώς και ρητίνης ουρίας–φορμαλδεΰδης ως υλικού αναφοράς. Ο θερμικός και δομικός χαρακτηρισμός των συγκολλητικών πραγματοποιήθηκε μέσω TGA, DSC και ATR-FTIR, αναδεικνύοντας τη συμπεριφορά πολυμερισμού, τη θερμική σταθερότητα και τη δομή των δικτυωμένων συστημάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι εποξειδικές και πολυεστερικές ρητίνες παρουσιάζουν ικανοποιητική θερμική σταθερότητα και αποτελεσματική διεπιφανειακή πρόσφυση με λιγνοκυτταρινούχα υλικά, ενώ τα συστήματα pMDI–άμυλο οδηγούν στον σχηματισμό πολυουρεθανικών δικτύων μέσω αντίδρασης των ισοκυανικών ομάδων με υδροξυλομάδες του αμύλου και αμινοομάδες της ουρίας. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε παραγωγή και χαρακτηρισμός μοριοσανίδων από φύλλα Ποσειδωνίας και αγροτικά υπολείμματα, χρησιμοποιώντας διαφορετικά συγκολλητικά συστήματα. Οι θερμικές αναλύσεις και οι παρατηρήσεις μικροδομής έδειξαν ότι οι ιδιότητες των πάνελ εξαρτώνται τόσο από τη μορφολογία και τη σύσταση της βιομάζας όσο και από τη χημεία του συγκολλητικού, με τα πάνελ που συγκολλήθηκαν με εποξειδικές ή πολυεστερικές ρητίνες να παρουσιάζουν καλή συνοχή και θερμική αντοχή, ενώ τα συστήματα pMDI–άμυλο εμφάνισαν βελτιωμένη θερμική σταθερότητα σε σύγκριση με τις συμβατικές ρητίνες UF. Τέλος, πραγματοποιήθηκε εκτενής κινητική ανάλυση του πολυμερισμού επιλεγμένων συγκολλητικών συστημάτων μέσω της τεχνικής DSC, με εφαρμογή ισομετατροπικών και αυτοκαταλυτικών μοντέλων, όπως το Kamal–Sourour, για την περιγραφή της κινητικής συμπεριφοράς και την κατασκευή διαγραμμάτων μετασχηματισμού χρόνου–θερμοκρασίας (TTT). Συνολικά, η εργασία παρέχει μια ολοκληρωμένη φυσικοχημική και θερμική αξιολόγηση τόσο των πρώτων υλών όσο και των συγκολλητικών συστημάτων, αναδεικνύοντας τη δυνατότητα αξιοποίησης υπολειμματικής βιομάζας και βιο-βασισμένων συγκολλητικών για την παραγωγή μοριοσανίδων με ανταγωνιστικές ιδιότητες, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη πιο βιώσιμων και περιβαλλοντικά φιλικών τεχνολογιών στη βιομηχανία σύνθετων υλικών.
Χριστίνα Κ. Κυριακού Τζιαμτζή (Thu,) studied this question.