|
|
Effect of sub-micrometer structural features on rheology of polymer nanocomposites
Lepcio, Petr ; Chodák,, Ivan (referee) ; doc.Ing.Marián Lehocký, Ph.D. (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Polymerní nanokompozity (PNCs) mají slibnou budoucnost jako lehké funkční materiály zpracovatelné aditivními výrobními technologiemi. Jejich rychlému rozšíření však brání silná závislost jejich užitných vlastností na prostorovém uspořádání nanočástic (NP). Schopnost řídit disperzi nanočástic je tak klíčovým předpokladem pro jejich uplatnění ve funkčních kompozitech. Tato práce zkoumá přípravu polymerních nanokompozitů v modelové sklotvorné polymerní matrici roztokovou metodou, technikou schopnou vytvářet prostorové uspořádání nanočástic řízené strukturními a kinetickými parametry přípravného procesu. Prezentované výsledky popisují rozdíly mezi změnami rheologického chování roztoku polystyrenu při oscilačním smyku s vysokou amplitudou (LAOS) vyvolanými nanočásticemi. Výsledky vedou k závěru, že vysoce-afinní OP-POSS nanočástice při nízkých koncentracích dobře interagují s PS a tvoří tuhé agregáty, zatímco nízko-afinní OM-POSS nanočástice za těchto podmínek neovlivňují deformační chování polymerních řetězců. Dále byla pozornost zaměřena na vliv použitého rozpouštědla na uspořádání nanočástic v SiO2/PMMA a SiO2/PS nanokompozitech, který je v literatuře prezentován jako parametr řídící prostorové uspořádání nanočástic v pevném stavu. Důraz byl kladen na kvalitativní rozdíly mezi „špatně dispergovanými“ shluky nanočástic, které byly na základě rheologie a strukturální analýzy (TEM, USAXS) identifikovány jako polymerními řetězci vázané nanočásticové klastry a dva typy agregátů, jeden termodynamického a druhý kinetického původu. Jednotlivé druhy agregátů se vyznačují odlišnými kinetikami vzniku a rozdílnými vlastnostmi jak mezi sebou, tak v porovnání s dispergovanými nanočásticemi. Pozorované typy disperze nanočástic byly kvantitativně posouzeny podle svých rheologických vlastností během roztokové přípravy, podle kterých byla vyhodnocena míra adsorpce polymeru na povrch nanočástic a atrakce ve vypuzeném objemu. Výsledky byly porovnány s teorií PRISM. Důležitost uspořádání nanočástic byla demonstrována na porovnání teplot skelných přechodů různých struktur při stejném chemickém složení.
|
|
|
Development of method thermoporosimetry polymer powders
Urbánková, Radka ; Salajka,, Zdeněk (referee) ; Kratochvíla, Jan (advisor)
Thermoporosimetry is a technique to determine small pore sizes based on melting and crystallization point depression. The temperature shift was measured by Differential Scanning Calorimetry (DSC). Development of thermoporosimetry was carried out on silica with a well-characterized narrow pore size distribution. Several parameters were studied, which a have a direct influence on melting and crystallization point depression (for example: a quality of the solvent, filling the pores with the solvent, time and frequency of centrifuging, superfluous solvent removal conditions, etc.). The optimum conditions for the thermoporosimetry method were developed using high porosity silica. The optimized experimental conditions found for silica were applied to polypropylene powder with much lower porosity. Several polypropylene powders were synthesized using different polymerization catalysts and their porosity determined. Polymer powder morphology and structure was characterized by standard methods. Powder porosity obtained by thermoporometry, gas sorption, and BET methods was compared.
|
|
|
Effect of sub-micrometer structural features on rheology of polymer nanocomposites
Lepcio, Petr ; Chodák,, Ivan (referee) ; doc.Ing.Marián Lehocký, Ph.D. (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Polymerní nanokompozity (PNCs) mají slibnou budoucnost jako lehké funkční materiály zpracovatelné aditivními výrobními technologiemi. Jejich rychlému rozšíření však brání silná závislost jejich užitných vlastností na prostorovém uspořádání nanočástic (NP). Schopnost řídit disperzi nanočástic je tak klíčovým předpokladem pro jejich uplatnění ve funkčních kompozitech. Tato práce zkoumá přípravu polymerních nanokompozitů v modelové sklotvorné polymerní matrici roztokovou metodou, technikou schopnou vytvářet prostorové uspořádání nanočástic řízené strukturními a kinetickými parametry přípravného procesu. Prezentované výsledky popisují rozdíly mezi změnami rheologického chování roztoku polystyrenu při oscilačním smyku s vysokou amplitudou (LAOS) vyvolanými nanočásticemi. Výsledky vedou k závěru, že vysoce-afinní OP-POSS nanočástice při nízkých koncentracích dobře interagují s PS a tvoří tuhé agregáty, zatímco nízko-afinní OM-POSS nanočástice za těchto podmínek neovlivňují deformační chování polymerních řetězců. Dále byla pozornost zaměřena na vliv použitého rozpouštědla na uspořádání nanočástic v SiO2/PMMA a SiO2/PS nanokompozitech, který je v literatuře prezentován jako parametr řídící prostorové uspořádání nanočástic v pevném stavu. Důraz byl kladen na kvalitativní rozdíly mezi „špatně dispergovanými“ shluky nanočástic, které byly na základě rheologie a strukturální analýzy (TEM, USAXS) identifikovány jako polymerními řetězci vázané nanočásticové klastry a dva typy agregátů, jeden termodynamického a druhý kinetického původu. Jednotlivé druhy agregátů se vyznačují odlišnými kinetikami vzniku a rozdílnými vlastnostmi jak mezi sebou, tak v porovnání s dispergovanými nanočásticemi. Pozorované typy disperze nanočástic byly kvantitativně posouzeny podle svých rheologických vlastností během roztokové přípravy, podle kterých byla vyhodnocena míra adsorpce polymeru na povrch nanočástic a atrakce ve vypuzeném objemu. Výsledky byly porovnány s teorií PRISM. Důležitost uspořádání nanočástic byla demonstrována na porovnání teplot skelných přechodů různých struktur při stejném chemickém složení.
|
|
|
Development of method thermoporosimetry polymer powders
Urbánková, Radka ; Salajka,, Zdeněk (referee) ; Kratochvíla, Jan (advisor)
Thermoporosimetry is a technique to determine small pore sizes based on melting and crystallization point depression. The temperature shift was measured by Differential Scanning Calorimetry (DSC). Development of thermoporosimetry was carried out on silica with a well-characterized narrow pore size distribution. Several parameters were studied, which a have a direct influence on melting and crystallization point depression (for example: a quality of the solvent, filling the pores with the solvent, time and frequency of centrifuging, superfluous solvent removal conditions, etc.). The optimum conditions for the thermoporosimetry method were developed using high porosity silica. The optimized experimental conditions found for silica were applied to polypropylene powder with much lower porosity. Several polypropylene powders were synthesized using different polymerization catalysts and their porosity determined. Polymer powder morphology and structure was characterized by standard methods. Powder porosity obtained by thermoporometry, gas sorption, and BET methods was compared.
|
guest ::
