|
|
Modification of polymer blends based on polyhydroxybutyrate and their properties
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Theoretical part of this work describes properties and modification possibilities of poly(3-hydroxy butyrate) (PHB) and amorphous poly(lactic acid) (PLA) and their blends. In experimental part, reactivity of Joncryl, Raschig, and phosphite reagents triphenyl phosphite, tris(nonylphenyl) phosphite, and diphenyl isodecyl phosphite with neat PLA and PHB are studied. Raschig, an oligomeric polycarbodiimide based additive, was proven to enhance melt viscosity of both polymers in amount 2%wt., therefore was used for preparation of blends in five PHB/(PHB+PLA) ratios. Samples with Raschig and corresponding non-reactive samples were studied using rheology, gel permeation chromatography and modulated differential scanning calorimetry. Results showed possible reaction of Raschig and PHB/PLA blends leading to branched structures. However, the rate of reaction is not sufficient to completely compensate decrease in viscosity due to processing degradation. Thus, non-reacted amount of Raschig remains in matrix. On the basis of these findings, it is concluded that Raschig behaves rather as a relatively effective stabilizer of rheological properties than as a reagent for the intentional modification of PHB/PLA blends’ structure. In order to study mechanical properties of these blends, samples plasticized with acetyltributylcitrate were prepared using twin screw extruder.
|
|
|
Technology of waste polylactide recyclation for 3D print
Kecíková, Alžbeta ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the recycling of waste polylactide from the production process and its subsequent use in 3D printing. To optimize the recycling process of polylactic acid, it was recycled with the addition of various additives such as poly(3-hydroxybutyrate), talc, limestone and chain extenders Joncryl 4368-CS and Raschig Stabilizer 9000. These materials were also investigated with the addition of the acetyl tributyl citrate plasticizer. Samples of the mixtures were prepared on a twin-screw extruder and subsequently a filament was obtained using a single-screw extruder, which was then used for 3D printing by fused deposition modelling (FDM) technology. Temperature towers were printed to obtain optimal processing temperatures for 3D printing. The effect of the additives on the characteristic temperatures and the degree of crystallinity of the PLA was determined by differential scanning calorimetry. The effect of the processing on the molecular chain of selected samples was observed by gel permeation chromatography. Furthermore, in the experimental part of the bachelor thesis, the influence of additives on mechanical properties such as modulus of elasticity, tensile strength and elongation was investigated. The molecular weight was increased due to the chain extenders. Of the particle fillers for the PLA matrix, talc had better mechanical properties than limestone. The greatest effect of the plasticizer was in a mixture with poly(3-hydroxybutyrate).
|
|
|
Biokompozity na bázi polyhydroxybutyrátu pro 3D tisk
Horálek, Matyáš ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Tématem předkládané diplomové práce je příprava a charakterizace biokompozitního materiálu na bázi poly-3-hydroxybutyrátu. Biokompozitní materiály byly připravovány s ohledem na jejich použití v oblasti 3D tisku. V rámci diplomové práce byla vyvinuta metodika pro hodnocení různých materiálů, jejich vhodnosti pro 3D tisk, termických a mechanických vlastností. V první části této práce byla pozornost zaměřena zejména na sledováni vlivu teploty a procentuálního plnění na vizuální kvalitu tištěného výrobku a dále pak tendence materiálu k warpingu při 3D tisku. Pro vyhodnocení získaných dat byla použita metoda plánovaného experimentu. Bylo prokázáno, že obsah kaolinu a tributyl citrátu má pozitivní účinek na snižování warpingu. Optimalizací receptur biokompozitů bylo dosaženo zvýšení hodnot modulu pružnosti v tahu, tažnosti, meze pevnosti, ale také vrubové i rázové houževnatosti.
|
|
|
Vliv vybraných povrchově aktivních látek na čas do porušení vysokohustotního polyetylénu metodou napěťového krípu v korozivním prostředí
Kotoučková, Simona ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem vlivu koncentrace a různých typů tenzidů (Igepal CO-520, Arkopal N110, Igepal CO-890, dodecylsulfát sodný, dodecylbenzensulfonát sodný, dodecyltrimetylamonium bromid a Dehyton PL) na odolnost vysokohustotního polyetylenu vůči porušování mechanickým napětím s vlivem agresivního prostředí metodou Full Notch Creep Test. Dále byl sledován vliv ligamentálního napětí (3,5; 4,0 a 4,5 MPa), pH připraveného aktivního prostředí a typu vody používané k přípravě roztoků tenzidů na čas do porušení. Urychlující účinek byl pozorován při zvýšené koncentraci, napětí a molekulové hmotnosti. Rychlejšího porušení bylo dosaženo po vystavení ionogenním typům ve srovnání s neionogenními. Byla stanovena rychlost rozevírání vrubu. Křehké a tvárné chování při lomu bylo vyhodnoceno mikroskopickou analýzou z morfologie lomových ploch. Na základě změny pH po testu byla vyhodnocena stabilita aktivního prostředí. Byla pozorována zhoršující se kvalita roztoků tenzidů. K detekci tenzidu na povrchu zkušebního tělesa po testu byla využita Ramanova spektroskopie a infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací.
|
|
|
Properties of fibers based on polyhydroxybutyrate
Štulrajterová, Lujza ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
This work deals with the melt spinning process of biopolymer fibers. Recent knowledge of poly(3-hydroxy butyrate) (PHB) and poly(lactic acid) (PLA) fiber spinning processes have been covered in the theoretical part. PHB based polymer blends of various composition were prepared to study the effect of PLA, different plasticizers and their content on the fiber properties. Three commercial plasticizers (ATBC, PEG, A6) and two experimentally synthesized were used. Spinning was carried out on three devices. Spinning on the conventional spinning lines with take-up speed exceeding 150 m/min was not accomplished. Lowe take-up speed was necessary due to insufficient melt strength. Fibers with drawing ratio of 6.4 were prepared and analyzed by GPC, MDSC and mechanical testing. According to the glass transition temperature results, ATBC and PEG have better plasticizing effect over the studied PLA/PHB blends than A6. Fibers containing A6 have the highest tensile strength and modulus of elasticity of 250 MPa and 2.7 GPa, respectively. At last, the effect of aging, thermal and hydrothermal treatment on mechanical properties of fibers was studied.
|
|
|
Morfologie polyamidu 12 a polyamidu 11 vzniklá za zvýšeného tlaku v kalorimetru
Bělašková, Marie ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
V této diplomové práci byla studována morfologie polyamidu 12 (PA12), polyamidu 11 (PA11) a jejich směsí v procentuálním poměru 95/5, 75/25, 50/50, 25/75 a 5/95 vzniklá za tlaku 7 MPa v kalorimetru a to jak po kontinuálním ohřevu a chlazení, tak po teplotní kondicionaci a izotermické krystalizaci. Čisté polyamidy a směsi byly dále charakterizovány pomocí termogravimetrické analýzy, diferenční kompenzační kalorimetrie za atmosférického tlaku, infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací v módu úplného zeslabeného odrazu a rentgenovou difrakční analýzou. Zvýšený tlak zlepšuje míru uspořádanosti řetězců v krystalických lamelách. Kondicionace vedla především k douspořádání PA12, izotermická krystalizace vedla k výraznému zvýšení krystalického podílu, přičemž u směsí bohatých na PA11 vedla ke zdokonalení krystalitů PA12. U čistého PA12 došlo za zvýšeného tlaku k určité míře transformace ze struktury do struktury , u čistého PA11 došlo patrně ke změně konformace řetězců a jejich těsnějšímu uspořádání, ne však ke změně krystalografické struktury.
|
|
|
Povětrnostní a urychlené stárnutí směsí vysokohustotního polyetylénu s regranulátem
Bruzl, Dominik ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o vlivu násobné extruze (1, 2, 3) a přídavku 30, 60 a 90% tohoto recyklátu na povětrnostní a urychlené stárnutí kopolymeru vysokohustotního polyetylenu (HDPE). Povětrnostní stárnutí trvalo 9 měsíců a urychlené 1000 h při 65 °C. Míra degradace materiálu byla posouzena ze změn mechanických a fyzikálních vlastností a změny složení, k čemuž bylo využito metody dynamicko-mechanické analýzy a tahové zkoušky, diferenční kompenzační kalorimetrie, termogravimetrické analýzy a infračervené spektrometrie v módu úplného zeslabeného odrazu. Měření prokázala, že opakovaná extruze i přídavek recyklátu k původnímu materiálu (R0) mírně zpomalí fotooxidační degradaci během 1. měsíce, pak už ale nemá negativní ani výrazný pozitivní vliv na průběh a míru celkové degradace materiálu. Jistou výjimkou byl recyklát po 3. extruzi (R3), u něhož se původní vlastnosti srovnatelné s R0 během stárnutí příliš neměnily. Mechanické vlastnosti směsí byly během stárnutí lepší nebo srovnatelné s R0, po 6. a 9. měsíci však u většiny zásadně klesla tažnost při přetržení, jako důsledek zkrácení řetězců. Urychlené stárnutí u všech vzorků způsobilo značné zkřehnutí, což se projevilo snížením pevnosti na mezi kluzu o zhruba polovinu a téměř okamžitým porušením.
|
|
|
Controlled life-time polypropylene
Demková, Eva ; Petruš, Josef (oponent) ; Tocháček, Jiří (vedoucí práce)
The master´s thesis is focused on the characterization of degradation process of polypropylene and polypropylene with statistic copolymer into which manganese (II) stearate and cobalt (II) stearates were added at 0.05, 0.10 and 0.20 wt.% loadings. The aim of the thesis was to prepare the controlled life-time polypropylene. The degradation was studied at varying temperatures and prodegradant loadings. The prodegradants were synthetized and characterized using the FTIR and DSC techniques. Thermooxidation of the tested samples induced the changes in crystallinity, melting points and melt-flow indexes. Tensile strength and other mechanical properties were determined by means of the tensile test. The carbonyl index was determined using FTIR, the thermooxidation stability test was used to determine the activation energies of reactions. The changes in morphology of degraded samples were observed by SEM analysis.
|
|
|
Vliv radiačního síťování PA na jeho termomechanické vlastnosti
Mikel, David ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
V této bakalářské práci byl studován vliv ionizujícího záření na termomechanické vlastnosti polyamidu vyztuženého skelnými vlákny. Ionizující záření způsobilo pokles krystalinity, teploty tání a krystalizace polyamidu. Pevnost v tahu a modul pružnosti v tahu rostly v důsledku ozáření, zatímco tažnost klesala. Rázová a vrubová houževnatost za laboratorní i snížené teploty nejdříve rostly s dávkou záření a po dosažení maxima pro vyšší dávky záření klesaly. Teplota průhybu při zatížení s rostoucí dávkou záření nejdříve významně rostla a po dosažení maxima došlo u vyšších dávek záření k poklesu. Na základě naměřených vlastností zkoumaného materiálu byla zvolena optimální dávka záření. Radiační síťování je vhodnou technologií zvyšující tvarovou stálost za tepla polyamidu vyztuženého skleněnými vlákny.
|
|
|
Kinetika neizotermické krystalizace polylaktidu s přídavkem vybraných činidel
Červený, Ľuboš ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
Cílem předložené diplomové práce je studium kinetiky neizotermické krystalizace polylaktidu (PLA) s vybranými činidly (1 %) a pozorování vznikající krystalické struktury pod polarizačním optickým mikroskopem. Činidly byl mastek, směs organických solí s přídavkem amorfního SiO2 (HPN 68L) a stearátu zinečnatého (HPN 20E) a LAK-301 (draselná sůl 5-dimetylsulfoisoftalátu), který představuje nukleační činidlo vyvinuté pro PLA. Jako reference sloužila matrice PLA. Neizotermická krystalizace probíhala na diferenčním kompenzačním kalorimetru při rychlostech chlazení () 0,3; 0,5; 0,7; 1; 1,5; 2 °C/min. Krystalický podíl (Xc) PLA byl po neizotermické krystalizaci vyhodnocený z rentgenové difrakční analýzy a nadmolekulární struktura byla po chemickém degradativním leptu zobrazena pomocí konfokálního laserového rastrovacího mikroskopu. Metodou Jeziorny a Mo byla vyhodnocena kinetika krystalizace a dle metody Friedmann byla stanovena aktivační energie krystalizace. Všechny připravené materiály byly amorfní (Xc 40 % pro do 1,5 °C/min). U činidla LAK-301 však Xc klesl na 30 % již při = 2 °C/min a lze předpokládat, že s rostoucí bude jeho nukleační aktivita klesat. U všech vzorků byla pozorována sférolitická struktura PLA, ovšem počet a velikost sférolitů klesal s rostoucí a vzhled se měnil dle typu činidla. Oba kinetické modely se ukázaly jako nevhodné pro materiály s nízkým Xc a pro nejvyšší , protože zde se již rychlost krystalizace neměnila, byť Xc klesal. Metodou Jeziorny bylo možné vyhodnotit kinetiku pouze pro relativní krystalinitu Xt = 29–50 % a u metody Mo nebylo možné vyhodnotit data pro nejvyšší u vzorků matrice PLA a vzorku s HPN 68L. Nejnižší aktivační energii vykázal vzorek s LAK-301 a HPN 68L.
|
host ::
RSS.