|
|
Studium krystalické struktury polyhydroxybutyrátu a nukleační aktivity vybraných typů aditiv
Sedláček, Zbyněk ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem krystalické struktury polyhydroxybutyrátu obsahujícího různé typy aditiv, které byly vybrané za účelem posouzení jejich nukleační aktivity, a které byly do matrice zahnětené. Jedná se o boronitrid (BN), sacharin, hydroxyapatit, plastifikátor Tegmer a tři druhy mastku. Krystalická struktura byla analyzovaná metodou diferenční kompenzační kalorimetrie a rentgenové difrakční analýzy, nadmolekulární struktura byla pozorovaná metodou optické mikroskopie (polarizační a konfokální laserová). Nukleační aktivita aditiv byla vyhodnocená z izotermické a neizotermické krystalizace provedené na kalorimetru a na vyhřívaném stolku optického mikroskopu. Přidaná aditiva nemají vliv na krystalografickou strukturu, ale ovlivňují počet a velikost vzniklých sférolitů včetně defektnosti krystalických domén, což se v konečném důsledku projeví na výsledných mechanických vlastnostech. Jako nukleační činidlo působí BN a mastek, ostatní aditiva nukleaci při nízkých a vysokých teplotách chlazení (vc) inhibují, při středních rychlostech se výrazně neprojevují. Nukleační aktivita není vyhodnocena číselně, protože pokles teploty krystalizace reference s vc není lineární. Výsledky nepřímých metod jsou podloženy obrazovou analýzou krystalické struktury, což je velkým přínosem pro porozumění krystalického chování PHB.
|
|
|
Mechanické vlastnosti smršťovacích LLDPE fólií v závislosti na jejich složení
Vojáček, Jakub ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Poláček, Petr (vedoucí práce)
Práce shrnuje problematiku výroby a použití stretch fólií. Byla sledována změna pevnosti, tažnosti a poměrné relaxace vlivem různých časů odběru z role v průběhu tří týdnů. Dále byla sledována změna pevnosti a tažnosti vlivem změny rychlosti deformace, vlivem vystavení zrychlenému stárnutí v UV komoře a vlivem změny směru namáhání. Mechanické zkoušky byly prováděny na trhacím stroji, relaxační zkoušky probíhaly na DMA a změna krystalinity byla sledována na DSC. Přitom byly sledovány závislosti chemického složení na mechanických a termomechanických vlastnostech stretch fólií. Bylo zjištěno, že chemické složení hraje důležitou roli pro užitné vlastnosti stretch fólií, avšak kvůli nemožnosti odlišit vlivy chemického složení a parametrů výroby nebylo možné nalézt vztah jasně popisující tuto závislost.
|
|
|
Degradation of Heat Transfer Fluids in Thermal Solar Systems and Propane-1,3-diol as a New Option
Mikšík, František ; Professor, Takahiko Miyazaki, (oponent) ; Skolil, Jan (oponent) ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Čáslavský, Josef (vedoucí práce)
Degradation of heat transfer fluids on an organic basis is a long-standing problem known since the beginning of their use. The first part of this dissertation is devoted to a case study of a functional experimental system that was filled with a propan-1,2-diol based heat transfer fluid upon construction and had been observed for a period of 7 years. Analysis of the fluid aging in this system was conducted by following the basic operating characteristics of the fluid, such as density, viscosity, freezing temperature, pH and metals content. Through these properties, the aging of the fluid was tracked indirectly. Direct observation of the degradation process was then performed by analysis of degradation products such as organic acids formation and changes in the composition of the mixture by isotachophoresis and mass spectrometry. For comparison, selected samples from several other systems filled with identical liquid with an evidently advanced form of degradation were also analysed. The second part of this thesis presents the basic physicochemical properties of aqueous propane-1,3-diol mixtures and their analytical evaluation and mathematical modelling for universal use as a new basis for antifreeze heat transfer fluid. Based on available information, the usability of this mixture is assessed. The advantage of propane-1,3-diol is seen mainly in the renewable production and certain physical and chemical properties, which outweigh the glycols used up to now in several areas.
|
|
|
The influence of recycled material on weathering and accelerated aging of high density polyethylene
Borguľová, Eva ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
The thesis deals with the testing of moulded high-density polyethylene (HDPE) samples that have been exposed to natural weather conditions for 9 months and accelerated ageing at 65 °C for 1000 hours. One sample was white in colour (made from commercial granulate) and four were black, one of which would have been prepared from 10 year old recycled material (recyclate), the other three were blends of this with white HDPE at 30, 60 and 90 % ratios. Infrared spectroscopy with ATR technique, static and dynamic tensile testing, differential compensation calorimetry and thermogravimetric analysis were used to characterize the changes in composition, structure and mechanical properties. The results showed that photooxidation occurred in all samples after the 1st month of exposure. Inhibition of degradation was noted after 3 months but increased again with time. The change in the mechanistic properties over time is a response of cleavage and recombination, but also of crystallization or crosslinking. The black color proved to be a stabiliser, as the clear samples remained largely tough after accelerated ageing, in contrast to the white sample which became quite brittle, as confirmed by the highest carbonyl index value. Thus, it can be assumed that with moderate UV stabilization the recyclable material is reusable for production, especially the proportion of 30 % (higher proportions caused a decrease in toughness).
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Stabilizace epoxidových systémů v povrchových ochranných nátěrech
Švardala, Daniel ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Petruš, Josef (vedoucí práce)
Diplomová práce popisuje vliv humidních podmínek na vytvrzování epoxidových pryskyřic vícefunkčními aminy. Cílem experimentální části byla identifikace degradačních produktů a jejich kvantifikace, dále stanovení vlivu humidních podmínek na stupeň vytvrzení, modul pružnosti a pevnost v ohybu. Dalším cílem byla optimalizace receptury reaktivní směsi pro přípravu epoxidové pryskyřice s nižším výskytem vykvétání karbamátu. Výskyt degradačních produktů byl hodnocen stanovením mechanických vlastností ohybovou zkouškou dle normy ČSN EN 179-1, stupeň vytvrzení byl sledován pomocí teplotně modulované diferenciální kompenzační kalorimetrie (TMDSC). Degradační produkty byly identifikovány infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací (FTIR) a kvantifikovány UV-VIS spektroskopií. Morfologie povrchové vrstvy byla sledována konfokálním laserovým rastrovacím mikroskopem (CLSM). Byla zjištěna závislost relativní vlhkosti okolí na průběh vytvrzování epoxidové pryskyřice a její výsledné mechanické vlastnosti. Na základě analýz byla navržena a experimentálně ověřena modifikace receptury pro potlačení nežádoucího karbamátu v průběhu vytvrzování epoxidové matrice.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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).
|
host ::
RSS.