Synthesis and characterisation of pyrene-labelled polydimethylsiloxane networks: towards the in situ detection of strain in silicone elastomers

Pyrene-substituted polyhydromethylsiloxanes (PHMS-Py-x) were synthesised by the hydrosilylation reaction of prop-3-enyloxymethylpyrene with polyhydromethylsiloxane (M-n = 3700). The ratio of pyrene substituent to Si-H unit was varied to afford a range of pyrene-functionalised polysiloxanes. These copolymers were subsequently incorporated into polydimethylsiloxane (PDMS) elastomers by curing via either Pt(0) catalysed hydrosilylation with divinyl-terminated PDMS (M-n = 186) and tetrakis(dimethylsiloxy) silane, or Sn(II) catalysed condensation with alpha,omega-dihydroxyPDMS (M-n = 26 000) and tetraethoxysilane. An alternative method involving the synthesis and integration of [3-(pyren-1-ylmethoxy)propyl]triethoxysilane (Py-TEOS) into PDMS elastomers was also investigated: a mixture of alpha,omega-dihydroxyPDMS (M-n = 26 000), tetraethoxysilane, and Py-TEOS was cured using an Sn( II) catalyst. Certain of the resulting fluorescent pyrene-labelled elastomers were studied by differential scanning calorimetry and dynamic mechanical analysis. No significant changes were observed in the thermal or mechanical properties of the elastomers containing pyrene when compared to otherwise identical samples not containing pyrene. All of the pyrene-containing elastomers were demonstrated to be fluorescent under suitable excitation in a photoluminescent spectrometer. Two of the elastomers were placed in a photoluminescence spectrometer and subjected to cycles of extension and relaxation (strain = 0-16.7%) while changes in the emission spectra were monitored. The resulting spectra of the elastomer containing the PHMS-Py-50 copolymers were variable and inconsistent. However, the emission peaks of elastomers containing Py-TEOS displayed clear and reproducible changes in fluorescence intensity upon stretching and relaxation. The intensity of the monomer and excimer emission peaks was observed to increase with elongation of the sample and decrease upon relaxation. Furthermore, the ratio of the intensities of the excimer : monomer peak decreased with elongation and increased with relaxation. In neither case was there appreciable hysteresis, suggesting that fluorescent labelling of elastomers is a valid approach for the non-invasive in situ monitoring of stress and strain in such materials

Ionic processes in irradiated solid polymers

The reactions of ionic species generated in irradiated polymers (polyethylene, poly(dimethylsiloxane), poly(methyl methacrylate), and poly(ethylene terephthalate)) doped with pyrene, Py, were observed by radiothermoluminescence and complementary absorption spectroscopic measurements. The charge stabilization in polymers and charge transfer to the solute depend on the chemical structure of polymer chains and physical state of the polymer matrix. The recombination of ionic species is stimulated by relaxation processes of polymers. Total neutralization of charges in irradiated polymers occurs at the glass transition temperature of polymers. Mutual recombination of Py radical ions generates singlet excited states of the solute followed by Py monomer and excimer (depending on the solute concentration) fluorescence. Recombination of Py radical cations and negative species from the polymer matrix leads to the formation of Py triplet excited states followed by Py phosphorescence

Photolysis and photooxidation nonionic and anionic detergents in water solution

Zbadano i porównano proces fotolizy, jak i fotoutleniania dwu środków powierzchniowo czynnych: SDBS (dodecylobenzenosulfonian sodu) i Triton X-100 (produkt kondensacji tlenku etylenu z p-(1,1,3,3 tetrametylobutylo)fenolem w roztworze wodnym. Wydajność fotolizy była badana w zależności od stężenia surfaktantu, mocy lampy UV i długości fali światła. Wyznaczono wydajności kwantowe rozkładu obu surfaktantów. Proces fotochemicznego rozkładu surfaktantów w roztworze wodnym śledzono analizując między innymi: zmiany absorbancji roztworu, chemicznego zapotrzebowania na tlen i ogólnego węgla organicznego. Stwierdzono, że procesy fotolizy obu surfaktantów przebiegają wolno z podobną wydajnością.Photolysis and photooxidation of two detergents: SBDS (sodium dodecylbenzenesulfonate) and Triton X-100 (polyoxyethylene(10)isooctylphenyl ether) in aqueous solutions were examined and compared. Photolysis efficiency was studied depending on surfactant concentration, power of UV lamp, and light wavelength. Quantum yields of decomposition for both surfactants were estimated. Photochemical decomposition of surfactants in aqueous solutions were investigated by absorption spectroscopy, chemical oxygen demand and total organic carbon analysis. It was observed that photolysis of both surfactants proceed slowly with similar yield

The use modified TiO2 in processes photocatalytical oxidation of organic compounds in water solutions

Rozwój przemysłu oraz intensyfikacja rolnictwa powodują silne zanieczyszczenie środowiska wodnego, zatem konieczne jest jego oczyszczanie. Obecnie uważa się, że najkorzystniejsze jest stosowanie wysokoefektywnych i wieloetapowych technologii między innymi mogących wykorzystywać procesy zaawansowanego utleniania (AOP). Jednym z przykładów AOP jest proces fotokatalitycznego utleniania z wykorzystaniem półprzewodników - głównie ditlenku tytanu, badanego w odniesieniu do związków modelowych oraz ścieków. W celu poprawy wydajności i efektywności procesu fotokatalitycznego oraz ułatwienia jego technologii prowadzone są prace w dwóch kierunkach: modyfikacji katalizatora zwiększającej jego aktywność, pozwalającej na inicjowanie reakcji światłem widzialnym; a także nanoszeniu TiO2 na różne nośniki rozwijające powierzchnię oraz pozwalające na immobilizowanie katalizatora na elementach reaktorach. Praca przedstawia przegląd wyników badań naukowych w omawianym zakresie w odniesieniu do układów modelowych i ścieków. Opisuje rozwiązania techniczne oraz omawia pracujące instalacje pilotowe.The development of the industry and the intensification of agriculture cause strong pollution of the environmental water. That is necessary to clean it. Application of multi-steps technologies of high-selectivity is one of the most profitable among advanced oxidation techniques (AOP). The process of photocatalytical oxidation semiconductors is one of AOP examples - mainly titanium dioxide, wide studied in the reference to simulation compounds and sewages. To improve of productivity and the efficiency of the photocatalytical process two main directions in research can be highlighted: modification of the catalyst to improve its activity and possibility of initialization of reaction with VIiS-light; and immobilization of catalyst on reactors. In the present work the review of photocatalytical oxidaton on TiO2 results related to model systems and savages as well as technical solutions and pilot installations will be presented

Application of ultraviolet irradiation to the decomposition of dyes in aqueous solutions

Przeprowadzono badania dekoloryzacji roztworów barwników azowych za pomocą wybranych procesów pogłębionego utleniania z udziałem promieniowania UV. Zastosowano fotoutlenianie w obecności tlenu, ozonu, nadtlenku wodoru, nadtlenku wodoru i ozonu, oraz fotokatalityczne utlenianie z udziałem ditlenku tytanu TiO2 P25 firmy Degussa. Doświadczenia wykonano w temperaturze pokojowej dla roztworów następujących barwników reaktywnych: żółtego BK-221, czerwonego BK-230, fioletowego BK-253 i czarnego RB5. Stosowano produkty komercyjne w stężeniach 100 i 200 mg/dm3. Jako źródła światła wykorzystano niskociśnieniową lampę rtęciową o mocy 15 W i średniociśnieniową o mocy 8 W. Proces dekoloryzacji analizowano spektrofotometrycznie w zakresie UV-VIS za pomocą spektrofotometru Perkin Elmer Lamda 750.Decoloration of azo dyes by selected advanced oxidation processes under UV irradiation was investigated. Photooxidation in the presence of oxygen, ozone, hydrogen peroxide, as well as hydrogen peroxide and ozone and photocatalytic oxidation with titanium dioxide TiO2 Degussa P25 was applied. Experiments were performed at room temperature, and the solutions of the following reactive dyes: yellow BK-221, red BK-230, purple BK-253 and black RB5 were investigated. The solutions of the commercial products with concentrations of 100 and 200 mg/dm3 were used. The low-pressure mercury lamp with power of 15 W and the medium-pressure Hg lamp with power of 8W were applied as the light sources. The decoloration process was analyzed spectrophotometrically in the UV-VIS range by a Perkin Elmer Lamda 750 spectrophotometer

Photochemical decomposition of sodium dodecylbenzenesulfonate in aqueous solutions

Zbadano fotochemiczny rozkład dodecylobenzenosulfonianu sodu (SDBS), anionowego związku powierzchniowo czynnego w roztworach wodnych. Wydajność procesu fotolizy SDBS zależała zarówno od rodzaju i mocy źródła światła jak i od początkowego stężenia SDBS. Największą kwantową wydajność rozkładu SDBS wynoszącą 0,0175 otrzymano w roztworze zawierającym 700 mg · dm-3 SDBS naświetlanym średniociśnieniową lampą rtęciową o mocy 8 W. W obecności tlenu w roztworze zachodziły procesy fotoutleniania SDBS, lecz udział ich w fotodegradacji SDBS był niewielki. W wyniku fotochemicznego rozkładu roztworów SDBS następowało obniżenie wartości ogólnego węgla organicznego, chemicznego i biologicznego zapotrzebowania na tlen i absorbancji przy 224 nm.The photochemical decomposition of sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS), the anionic surfactant, in aqueous solutions was investigated. The yield of SDBS photolysis was depended on as well kind and power of light source as the initial concentration of SDBS. The highest quantum yield of SDBS decomposition equal to 0,0175 was obtained for solution contained 700 mg · dm-3 SDBS irradiated with 8 W medium pressure Hg lamp. In the presence of oxygen in the solutions, the fotooxidation of SDBS processes took place but their participation in fotodegradation of SDBS was low. The decreasing of total organic carbon, chemical and biological oxygen demand, and absorbance at 224 nm were found due to fotochemical decomposition of SDBS solutions