|
|
Micro-grinding applications in high precision manufacturing focusing on surface quality
Macháčová, Veronika ; Dvořák, Jaromír (referee) ; Žídek, Jan (advisor)
The object of this bachelor thesis is to write a research study dealing with micro-grinding technology. Increasing the requirements of components and dimensional accurancy (in micrometer units), further the requirement of high surface quality and the application of a wide range of difficult to process materials has led to the development of this technology as an independent field. The content is overview of the micro-grinding process with its advantages and disadvantages, used tools and their machining, micro-grinding machines and an example of aplication in various areas of industry.
|
|
|
Mechanical properties of fiber reinforced composites for automotive applications
Bayer, Adam ; Žídek, Jan (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Bachelor’s thesis deals with studying mechanical features of fiber composites. As a matrix was chosen PMMA and as reinforcement was chosen glass fabric. Theoretical part sums up contemporary issues of polymer composites in automotive industry such as their production techniques and methods of impregnation. In experimental part were prepared samples by block polymerization of 30 % solution PMMA in monomer with initiator by 65° Celsius warmth oath, when was fabric directly unfolded in pre-polymer solution. On these samples were executed tensile tests by testing device Zwick and these samples were compared with results of theoreticaly calculated values.
|
|
|
Polymer nanocomposites with PMMA matrix
Kostková, Jana ; Žídek, Jan (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
This bachelor thesis deals with s study of mechanical and viscoelastic properties of nanocomposites with PMMA matrix filled with different types of surface-modified silica, which differed by the specific surface area, surface treatment and particle size. Nanocomposites were prepared by dissolving, where nanofillers were injected into the dissolved matrix. Nanocomposite samples were tested in tensil and viscoelastic properties were determined till the softening point by dynamic-mechanical analysis (DMA). All types of nanofillers had almost no effect on tensile modulus of nanocomposites at room temperature (it was not reduced) one type of silica at a content 2 %, which was also confirmed by the DMA. The temperature DMA measurements showed that samples containing 2 % of silica were generally thermally more stable compared with nanocomposites containing 1 % of silica. Storage modulus of nanocomposites, except two ones, were similar or lower such pure PMMA to temperature 66 C, then the trend reversed. Loss modulus of all samples was one order of magnitude lower then the elastic modulus.
|
|
|
Preparation of PP composites by grafting using monomer treated filler
Kramerová, Nina ; Žídek, Jan (referee) ; Kučera, František (advisor)
Bachelor thesis is focused on preparation of composite materials with polypropylene matrix. The composites were prepared “in situ” with using Brabender mixer. Homogenization of matrix and filler and grafting of PP with anhydride of itaconic acid treated filler proceed together according to radical mechanism of polymerization. Luperox 101 [2,5-dimethyl-2,5-di(tertbutyl-peroxy)hexane] was used as an initiator of the reaction, the concentration of the initiator was 0.5 wt %, processing temperature 210 °C, 30 rpm. PP-g-IA is a compatibilizer between the matrix and the filler. Glass fibers, calcite and two types of ground wood pulp were used as filler. Two analytical methods were chosen to analyze the efficiency of grafting, acid-base titration and infrared spectroscopy. Assigned conversion of monomer was from 42 to 87 % for various fillers.
|
|
|
Biodegradable polyurethanes based on poly(ethylene glycol)
Kupka, Vojtěch ; Žídek, Jan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
Predložená diplomová práce se zabývá syntézou biodegradabilních polyuretanu (bio-PU) na bázi polyethylenglykolu (PEG-u) a polykaprolaktonu (PCL) pro využití k medicínským úcelum. Cílem práce bylo vyvinout metodiku prípravy elastomerního polyuretanu, ze kterého by se dal v budoucnu pripravit skafold (nosic bunek) použitelný v tkánovém inženýrství pro humánní regenerativní medicínu. Teoretická cást práce shrnuje informace o materiálech využitelných pro zamýšlenou aplikaci. Zahrnuty jsou také techniky prípravy skafoldu, jejich biokompatibilita a charakterizace vlastností výsledného materiálu. Praktická cást je pak zamerena na navržení vhodné metodiky pro prípravu funkcních vzorku obsahujících PEG, PCL, hexamethylen-diisokyanát (HMDI) a ethylhexanoát cínatý jako katalyzátor. U pripravených vzorku byl zjištován vliv jejich složení (predevším ruzný obsah a molekulová hmotnost PEG-u) na botnání a hydrolytickou stabilitu spolecne s testováním mechanických vlastností, sledováním kinetiky sítování a stanovením stupne konverze. Morfologie vzorku byla sledována pomocí optické mikroskopie, chemické složení bylo potvrzeno infracervenou spektroskopií a tepelné vlastnosti byly urceny diferencní kompenzacní kalorimetrií. Vývoj v metodice prípravy ukázal, že je nezbytné odstranit pred syntézou z výchozích látek veškeré necistoty, predevším vodu a kyslík, jinak vznikaly nedokonale zreagované vzorky s velkým obsahem póru ruzných velikostí. Syntéza všech vzorku probíhala pod dusíkovou atmosférou ve dvou krocích, kdy v prvním se pouze homogenizovaly oba polyoly (PEG i PCL) na vakuové lince pri 130 °C a ve druhém pak vznikaly výsledné bio-PU za pridání HMDI pri 65 °C v inertní atmosfére manipulacního boxu. Vzorky pak byly dopolymerovány ve forme pri 65 °C pod dobu 48 hodin v sušárne. Ruzné fyzikální podmínky metodiky vedly k príprave jak nepruhledných bílých filmu, tak i vzorku s viditelnou separací fází až po flexibilní transparentní filmy. Pozorování optickým mikroskopem vzorku s fázovou separací prokázalo prítomnost sférolitické struktury krystalické fáze PCL v amorfní fázi matrice PEG-u. Sledování kinetiky sítování pomocí soxhletovy extrakce potvrdilo maximální konverzi polymerace (96 %) již za 4 h dopolymerování v sušárne. Testování zkouškou v tahu ukázalo, že výrazný vliv na pevnost v tahu má isokyanátový index (pomer NCO/OH skupin). Molekulová hmotnost PEG-u ovlivnovala pevnost v tahu jen u vzorku zcela zesítovaných. Merení botnání vzorku ve vode prokázalo, že s rustem molekulové hmotnosti PEG-u roste i obsah vody (od cca 28 až po 58 hm.%) ve vzorcích. Také degradace filmu ve vode pri 37 °C probíhala dle predpokladu rychleji u vzorku s vyšší molekulovou hmotností PEG-u. V predložené diplomové práci bylo potvrzeno, že množstvím a molekulovou hmotností polyethylenglykolu je možné rídit hydrolytickou stabilitu výsledných biodegradabilních polyuretanových elastomeru.
|
|
|
Effects of structural and processing parameters on th eproperties of polymer nanocomposites
Zárybnická, Klára ; Žídek, Jan (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
The work deals mainly with preparation protocol of nanocomposites. The task of this work is to study structural and procedural parameteres that control the dispersion of nanoparticles in polymer solution to be able to prepare desired spatial organization of nanoparticles. The work resolves the effect of various components such as polymer matrices, nanoparticles and solvent, in which matrices and nanoparticles are blended. Used components control final dispersion state of nanoparticles and it influences also properties of investigated materials such as glass transition temperature, stiffness and rheological properties.
|
|
|
Chemical modifications of hydrogels from natural polysaccharide
Poštulková, Hana ; Žídek, Jan (referee) ; Vojtová, Lucy (advisor)
V teoretické části práce by shrnuty chemické a fyzikální vlastnosti, chemická struktura a využití přírodního polysacharidu gum karaya. Hlavním cíle diplomové práce byla alkalická modifikace původní nerozpustné gum karayi na rozpustný produkt, který může být v budoucnu využit pro další aplikace například v medicíně. Nerozpustnost gum karayi je způsobena přítomností acetylových skupin a vícemocných iontů ve struktuře polysacharidu. Byly zkoumány optimální podmínky pro modifikační proces. Pro modifikaci byl použit hydroxid sodný, draselný nebo amonný a čas modifikace od 1 minuty po 24 hodin pro roztok originální gum karayi s koncentrací od 0,1 do 3 %. Pro určení chemického složení originálního a modifikovaných vzorků byla využita FTIR. Bylo prokázáno, že vzorky A2, B1 - 7, C1 - 8 a E1 - 2 byly zcela deacetylovány, protože pás pro acetylovou skupinu nebyl v FTIR spektrech pozorován. Odstranění acetylových skupin alkalickou modifikací bylo taktéž potvrzeno 13C CP MAS NMR. Pomocí XRD byl prokázán amorfní charakter originálního vzorku. Množství vlhkosti a teplotní stabilita vzorků byly zkoumána pomocí TGA. Bylo zjištěno, že termální stability originální gum karayi je vyšší než u modifikovaných vzorků. Termální stabilita modifikovaných vzorků byla ovlivněna reakčními parametry. Entalpické změny vzorků byly studovány pomocí DSC, nicméně nebyly pozorovány žádné významné rozdíly mezi modifikovanými vzorky a originální gum karayou. Prvkové složení bylo určeno pomocí ICP-OES a byla potvrzena přítomnost vápníku, draslíku a hořčíku ve struktuře polysacharidu. Molekulová hmotnost modifikovaných vzorků byla měřena pomocí GPC a byla stanovena na 8 milionů g·mol-1. Reologické měření roztoků gum karayi bylo provedeno pro určení lineární viskoelastické oblasti. Dále byl sledován efekt NaCl na viskozitu originálního vzorku. Viskozita klesala s vyšším množstvím NaCl. Pokles viskozity originálního vzorku je způsoben výměnou vápenatých iontů za sodné, což vede k uvolnění fyzikálně vázané struktury a tím k vyšší rozpustnosti vzorku ve vodě.
|
|
|
Molecular simulation study of aqueous solutions of alifatic alcohols
Peštuka, Martin ; Žídek, Jan (referee) ; Janeček, Jiří (advisor)
The aim of this bachelor thesis was to carry out set of molecular dynamic simulations of aqueous solutions of aliphatic alcohols in infinite attenuation. In order to work with molecular dynamic simulations it was necessary to become familiar with the program equipment to perform molecular dynamic simulations and analyze the results. Within the work the basic simulation boxes contained 300, 400, 500 and 1000 water molecules and one molecule of aliphatic alcohol. From the simulated trajectories we evaluated the volume change associated with the insertion of one particle of alcohol and the radial distribution functions around the molecule of solute. The results were compared with experimental data.
|
|
|
Bioresorbable polyurethanes with controlled mechanical properties
Letavaj, Emil ; Žídek, Jan (referee) ; Kupka, Vojtěch (advisor)
Presented diploma thesis deals with preparation of bioresorbable polyurethanes (PUR) and their characterization. The theoretical part describes the feedstocks used for the PUR preparation and summarizes the knowledge about PUR used in medical applications. Experimental part presents characterization of bioresorbable PUR films prepared by reactive casting in one step without the use of organic solvents. The absence of solvents represents a great advantage due to their toxicity and subsequent removal from the resulting product. The synthesis of PUR was conducted under an inert atmosphere by polyaddition reaction of hydrophobic poly(e-caprolactone) (PCL) and hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) with hexamethylene diisocyanate (HDI). Synthesis under an inert atmosphere was necessary due to a side reaction of isocyanate with atmospheric humidity, which causes the formation of porous films instead of continuous ones. Prepared PUR films were characterized for different PCL/PEG ratios and different isocyanate index (ratio of NCO/OH reacted groups). PUR (isocyanate index 1.05) with PCL content 90 wt. % and higher demonstrated tought behavior in mechanical tests. Increase of isocyanate index and decrease of PCL content under 90 wt. % caused fragile sample behavior. The reason of such behavior was the different ability of PCL to crystallize in the structure of the polyurethane network. Increasing the PEG content has improved the ability of PUR films to absorb water and enhanced the rate of hydrolytic degradation. By adjusting the PCL/PEG ratio and the amount of isocyanate, solvent free bioresorbable PUR with suitable mechanical (flexibility, toughness) and physical properties (swelling, degradation) can be obtained. Prepared PUR films could be used in biomedicine e.g. as vascular grafts.
|
|
|
Application of nanofillers into thermoplastics
Žák, Luboš ; Žídek, Jan (referee) ; Kučera, František (advisor)
Bachelor thesis is focused on the search of the state of knowledge in the preparation, properties and applications of nanocomposites with thermoplastics polymer matrix and different types of nanofillers in theoretical part. Methods for the preparation of nanocomposites and techniques used for their characterization are clearly describes. The first method for preparing nanocomposites is an application of nanofiller to the polymer solution with subsequent removal of the solvent. The second method is the dispersion polymerization of nanofiller in the monomer. The last one is the application of nanofiller in the dispersion of ethanol into the polymer melt. The experimental part deals with the preparation of foils for characterization of rheological properties of nanocomposites at first. Polystyrene was polymer matrix and selected nanofillers was applied to the polymer solution and then it was removed the solvent. The second method was the preparation of nanocomposites dispersion polymerization of nanofillers in the monomer. The method in-situ preparation of nanocomposite is based on the thermal initiated polymerisation of styrene in the dispersion of nanofillers with the selected type radical initiator. The third proposed method was the application of ethanol dispersion of fillers into the polymer melt in the Brabender mixer.
|
guest ::
RSS feed.