|
|
Modification of polymer blends based on polyhydroxybutyrate and their properties
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Teoretická část této diplomové práce popisuje vlastnosti a možnosti modifikace poly(3-hydroxybutyrátu) (PHB) a amorfní poly(mléčné kyseliny) (PLA) a jejich směsí. V experimentální části je studována reaktivita Joncrylu, Raschigu a fosfitových činidel trifenylfosfitu, tris(nonylfenyl) fosfitu a difenylisodecylfosfitu s čistým PLA a PHB. Raschig, oligomerní aditivum na bázi polykarbodiimidu, prokázal v množství 2hm. % zvýšení viskozity taveniny obou polymerů, a proto byl použit k přípravě směsí o pěti hmotnostních poměrech PHB/(PHB+PLA). Vzorky s Raschigem a odpovídajícími nereaktivními vzorky byly studovány pomocí reologie, gelové permeační chromatografie a modulované diferenční kompenzační kalorimetrie. Výsledky naznačily reakce Raschigu v PHB/PLA směsích vedoucí k rozvětveným strukturám. Rychlost reakce však není nedostatečná ke kompenzaci poklesu viskozity v důsledku degradace při zpracování. Následně zůstává nezreagované množství Raschigu v matrici. Na základě těchto zjištění se dospělo k závěru, že Raschig se chová spíše jako relativně účinný stabilizátor reologických vlastností, než jako činidlo pro záměrnou modifikaci struktury směsí PHB/PLA. Za účelem studia mechanických vlastností těchto směsí byly ve dvoušnekovém extrudéru připraveny vzorky plastifikovány acetyltributylcitrátem.
|
|
|
Polyhydroxybutyrate modification by grafting of functional groups
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Presented bachelor thesis deals with a characterization of the effect of chemical grafting on thermal and mechanical properties of poly(3-hydroxybutyrate). Two grafting methods were chosen, chlorination and fluorination of PHB. The aim of the theoretical part of the work was to create a complete literature review containing basic information about polyhydroxybutyrate and the latest scientific evidence about possibilities of chemical modification of this polymer. The experimental part describes the chemical treatment of the material itself, as well as preparation of samples for testing and performing the selected analysis. Chemically grafted polymers were subjected to thermogravimetric analysis to determine their thermal stability. Thermal behavior of materials was studied by differential scanning calorimetry. Also non-isothermal crystallization of samples was observed in order to evaluate the influence of the grafted halogen atom onto the nucleation activity of the polymer. Selected samples were also subjected to dynamic mechanical analysis and tensile test.
|
|
|
Biodegradation of 3D printed composites based on poly(3-hydroxybutyrate)
Gazdová, Nikol ; Menčík, Přemysl (referee) ; Melčová, Veronika (advisor)
This bachelor thesis deals with the biodegradation of 3D printed bodies composed of poly(3- hyroxybutyrate), polylactic acid, bioceramics and plasticizer. These components were selected for their biocompatibility and properties that could be used in tissue engineering as a temporary, absorbable bone tissue replacement. The main objective was to investigate the effect of the individual constituent bodies on the biodegradation itself. Biodegradation was carried out at 37 °C in a solution simulating the ionic concentration of blood plasma. Samples were sequentially withdrawn at monthly intervals for five months. To evaluate the results, 2 methods were used, weight change and compression test, where the strength of each body was evaluated. From the evaluation of the data it was not possible to reach a uniform result on which substance influences biodegradation the most, because it always depended on the ratio of the other substances. To investigate the effect of poly(3-hydroxybutyrate) and polylactic acid on the rate of biodegradation, mixtures of RP9, RP10 and RP15 were compared. It showed that a higher polylactic acid and lower poly(3-hydroxybutyrate) content had a significant positive effect on the biodegradation rate, as the difference between the weight loss for the RP9 blend with the highest poly(3-hydroxybutyrate) content and the RP10 blend with the highest polylactic acid content was 8.37% for solid bodies and 4.13% for porous bodies. For strength, the difference was 73.32% and 73.65% for the solid and porous bodies, respectively. Observing the effect of bioceramic content on the RP11, RP12 and RP15 mixtures, we concluded that this effect was almost negligible on the biodegradation rate The difference in weight loss between the RP11 mixture with the lowest bioceramic content and the RP12 mixture with the highest bioceramic content was only 1, 68 % for solid bodies and 0.99 % for porous bodies, while mixture RP15 showed the highest biodegradation rate despite having a medium value of bioceramics in the mixture. For the mechanical properties, this then amounts to a difference of 10.4% for the solids and 7.57% for the porous bodies. When comparing the effect of plasticizer for mixes RP13, RP14 and RP15, the effect was more on the strength drop, where the difference in strength drop for mix RP13 with the lowest plasticizer content and RP14 with the highest plasticizer content was different by 20.3% and 18.16% for the solid and porous body, respectively. The decrease in weight was then different by 4.1 % and 0.83 % for the solid and porous body, respectively. Finally, bioceramics from different companies emerged as an important element for the biodegradation rate. Hydroxyapatite from Applichem was the best biodegraded and hydroxyapatite from CN Lab was the worst. The difference for weight loss was 17.35% for the solid and 5.93% for the porous body. The strength loss was then different by 55.6% for the solid body and 33.38% for the porous body.
|
|
|
Evaluation of the quality of polethylene terephtalate flakes for the production of food grade recycled regranulate
Snopková, Martina ; Melčová, Veronika (referee) ; Kučerík, Jiří (advisor)
Polyethylentereftalát (PET) je široce používaný plast, zejména pro výrobu PET lahví. Odpadní PET lahve však představují riziko pro životní prostředí, pokud se s nimi dobře nenakládá. Vhodným způsobem nakládání s PET lahvemi je recyklace, ideálně jejich zpětná recyklace na PET lahve. Recyklace PET na recyklovaný PET potravinářské kvality se však může potýkat s několika problémy a výsledná kvalita je do značné míry závislá na kvalitě vstupní suroviny: PET vloček. Cílem této práce bylo zhodnotit kvalitu potravinářských PET vloček na trhu EU. Ačkoli kvalita PET vloček již byla předmětem několika vědeckých studií, analýza kvalitativních parametrů PET vloček nebyla nikdy aplikována na tak rozsáhlou oblast, jakou je trh v rámci EU. Rozsáhlá analýza je však nezbytná pro zmapování trendů a případnou optimalizaci kvality. Pro analýzu byl použit materiál z různých oblastí EU shromážděný v průběhu dvou let. Při hodnocení kvality byly použity metody kontroly kvality stanovené v normách EN ISO a interních normách, jakož i spektrofotometrie, infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací metodou zeslabeného úplného odrazu (FTIR-ATR) a měření vnitřní viskozity. Hodnotila se vhodnost jednotlivých dodavatelů a trendy napříč dodanými šaržemi. Mezi nejdůležitější zjištění patří (1) obsah ostatních plastů je nejproblematičtějším parametrem kvality PET vloček, (2) ostatní plasty pochází především z lahví a jejich obsah není závislý na systému sběru, (3) vyšší míra degradace PET vloček dodávaných západními výrobci ve srovnání s materiálem od výrobců nacházejících se na východě EU. Byla poskytnuta komplexní analýzu trhu EU a kvalitativních trendů v recyklaci PET lahví v závislosti na zeměpisném umístění a typu sběrného systému. Tyto výsledky budou užitečné nejen pro praxi, ale mohly by být také podnětem pro zlepšení legislativy v oblasti vyhodnocování plastových kontaminantů nebo pro zavádění vhodnějšího designu PET lahví.
|
|
|
Mechanisms and kinetics of poly(3-hydroxybutyrate) reactions
Melčová, Veronika ; Sedláček,, Tomáš (referee) ; Bakoš, Dušan (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Tato práce se zabývá reakcemi bakteriálního biopolymeru poly(3-hydroxybutyrátu) s vybranými reaktivními činidly v tavenině. Využity byly sloučeniny různých funkčních skupin; isokyanáty, karbodiimidy, alkoholy a epoxidy; a funkcionality; od dvou po polyfunkční. Cílem je charakterizovat kinetiku termické degradace tohoto polymeru během zpracování samotného a s přídavkem výše uvedených činidel v různých množstvích. Za tímto účelem bylo provedeno reologické měření sestávající ze čtyř po sobě jdoucích frekvenčních testů v rozsahu 0,1–50 Hz a ze získaných dat byl vyhodnocen parametr kvantifikující rychlost poklesu viskozity. Tento kinetický parametr umožnil porovnání účinků jednotlivých činidel. Dále byly připraveny reaktivní vzorky hnětením, při němž byl zaznamenán a diskutován kroutící moment, a také v roztocích, u kterých byla měřena viskozita. U takto připravených vzorků byly studovány tepelné vlastnosti, molekulová hmotnost a infračervená spektra. Z testovaných aditiv vykázaly nejlepší celkové výsledky v provedených experimentech polymerní karbodiimid Raschig 9000, hexamethylen diisokyanát, poly(glycidyl methakrylát) syntetizovaný pro účely této práce a poly(hexamethylen diisokyanát). Pozoruhodné je, že vzorek se 100násobným molárním přebytkem Raschigu měl o 20–30 % nižší rychlost poklesu viskozity v oblasti frekvence 0,1–5 Hz. Kromě toho byl proveden test enzymatické biologické rozložitelnosti s lipázou a v abiotických podmínkách. Nejvyšší rychlost poklesu molekulové hmotnosti vykazoval poly(3-hydroxybutyrát) aditivovaný poly(glycidylmethakrylátem).
|
|
|
Modification of polymer blends based on polyhydroxybutyrate and their properties
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Teoretická část této diplomové práce popisuje vlastnosti a možnosti modifikace poly(3-hydroxybutyrátu) (PHB) a amorfní poly(mléčné kyseliny) (PLA) a jejich směsí. V experimentální části je studována reaktivita Joncrylu, Raschigu a fosfitových činidel trifenylfosfitu, tris(nonylfenyl) fosfitu a difenylisodecylfosfitu s čistým PLA a PHB. Raschig, oligomerní aditivum na bázi polykarbodiimidu, prokázal v množství 2hm. % zvýšení viskozity taveniny obou polymerů, a proto byl použit k přípravě směsí o pěti hmotnostních poměrech PHB/(PHB+PLA). Vzorky s Raschigem a odpovídajícími nereaktivními vzorky byly studovány pomocí reologie, gelové permeační chromatografie a modulované diferenční kompenzační kalorimetrie. Výsledky naznačily reakce Raschigu v PHB/PLA směsích vedoucí k rozvětveným strukturám. Rychlost reakce však není nedostatečná ke kompenzaci poklesu viskozity v důsledku degradace při zpracování. Následně zůstává nezreagované množství Raschigu v matrici. Na základě těchto zjištění se dospělo k závěru, že Raschig se chová spíše jako relativně účinný stabilizátor reologických vlastností, než jako činidlo pro záměrnou modifikaci struktury směsí PHB/PLA. Za účelem studia mechanických vlastností těchto směsí byly ve dvoušnekovém extrudéru připraveny vzorky plastifikovány acetyltributylcitrátem.
|
|
|
Polyhydroxybutyrate modification by grafting of functional groups
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Presented bachelor thesis deals with a characterization of the effect of chemical grafting on thermal and mechanical properties of poly(3-hydroxybutyrate). Two grafting methods were chosen, chlorination and fluorination of PHB. The aim of the theoretical part of the work was to create a complete literature review containing basic information about polyhydroxybutyrate and the latest scientific evidence about possibilities of chemical modification of this polymer. The experimental part describes the chemical treatment of the material itself, as well as preparation of samples for testing and performing the selected analysis. Chemically grafted polymers were subjected to thermogravimetric analysis to determine their thermal stability. Thermal behavior of materials was studied by differential scanning calorimetry. Also non-isothermal crystallization of samples was observed in order to evaluate the influence of the grafted halogen atom onto the nucleation activity of the polymer. Selected samples were also subjected to dynamic mechanical analysis and tensile test.
|
guest ::
