|
|
The Crystallization Kinetics in Semicrystalline Nanocomposites
Fiore, Kateřina ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Chodák,, Ivan (oponent) ; Lesser, Alan (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
The crystal growth greatly affects morphology and, thus, mechanical properties of semicrystalline polymers. In this PhD work, the effect of adding high specific surface area silica nano-filler on the crystallization kinetics of linear polyethylene was investigated. In nanocomposites, high specific surface area is able to alter the chain dynamics even at very low filler loadings. It is suggested that in the vicinity of the filler surface, polymer chains exhibit retarded reptation motion due to the chain immobilization caused by either the filler-polymer interaction or by chain confinement between closely packed nanoparticles. The polarized optical microscope equipped with a hot stage was employed to measure the spherulites growth rates in the medium crystallization regime II. It was shown that even weak interaction between PE chains and silica nano-filler above glass transition temperature leads to the substantial decrease of the spherulite growth rates. The measured data are correlated with predictions based on the theoretical models and computer simulations of molecular dynamics in the crystallizing nanocomposite. The observed decrease of spherulites growth rates, G, in dependence on both the silica nano-filler content and polyethylene molecular weight is interpreted utilizing the immobilization theory, thus, reduced reptation motion.
|
|
|
DEFORMATION BEHAVIOR OF NANO/MICRO REINFORCED PMMA
Recman, Lukáš ; Nezbedová, Eva (oponent) ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
The effect of particle size on magnitude of modulus and the post-yield response is highlighted. It is shown that both regions show a pronounced particle size dependence. The object of this work is to correlate a number of experimental facts and theoretical considerations regarding the mechanism of elastic and plastic deformation of amorphous polymers in general and of glassy PMMA particularly. Deformation behavior of PMMA filled with spherical particles will be observed in elastic and plastic region. The effect of particle size dependence on the modulus and strain hardening response was observed. The interpretation of reinforcing effect in nanocomposites is building up with the concept of immobilization, the nanoparticles show significant affect on the molecular dynamics and the kinetics of the disentanglement. While for the modulus measurement a large extent of data were published trying to interpret the observed trends, the strain-hardening region is somehow omitted. In an elastic region, the structure of the material maintains the same as prepared, but after passing the yield point, the primary structure is destroyed. It is shown that incorporation of the nanoparticles yields to the increase of strain hardening slope and that this slope is in a good correlation with Guth-Gold equation. It is assumed that the particles can serve as physical crosslinks yielding to physically denser entangled network.
|
|
|
Fyzikální stárnutí polypropylénu
Weiss, Jiří ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Tocháček, Jiří (vedoucí práce)
Byla studována problematika fyzikálního stárnutí komerčně vyráběných homopolymerů polypropylenu Mosten. Práce je zaměřena na sledování změn fyzikálních vlastností polymeru v časovém horizontu 90 dní od data přípravy zkušebního vzorku. Stárnutí polymeru bylo realizováno při teplotách skladování 23 a 80 °C. Byla sledována změna krystalinity, pevnosti na mezi kluzu, modul pružnosti, prodloužení a vrubové houževnatosti pomocí metod DSC, tahové zkoušky a rázové zkoušky dle Charpyho. U jednotlivých materiálů byla stanovena distribuce molekulových hmotností pomocí GPC. Byly hledány závislosti změn fyzikálních vlastností na molekulové hmotnosti polymeru.
|
|
|
Rozpustnost polypropylenu v uhlovodíkových rozpouštědlech
Urbánková, Radka ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Kratochvíla, Jan (vedoucí práce)
Polypropylen, velkoobjemově vyráběný polyolefin, disponuje vynikajícími užitnými vlastnostmi, ekologickou nezávadností, snadnou recyklovatelností a zpracovatelností různými technologickými postupy. Klíčovými strukturními parametry polypropylenu jsou jeho stereoregularita, molekulová hmotnost a její distribuce. V teoretické části této práce byla zpracována literární rešerše, v experimentální části byla hodnocena extrahovatelnost a rozpustnost polypropylenového prášku připraveného na vysoce aktivním Zieglerově-Nattově polymeračním katalyzátoru v různých rozpouštědlech. Extrakce při teplotě normálního bodu varu rozpouštědla (pentan - hexan - cyklohexan - hex-1-en - benzen - heptan - oktan - ethylbenzen) poskytly obsahy extrahovaných podílů rostoucí s teplotou extrakce. Extrakce PP při konstantní teplotě 36°C (bod varu pentanu) za tlaku nasycených par v řadě rozpouštědel (pentan – hexan – heptan – oktan) poskytly přibližně stejný extrahovaný podíl s výjimkou oktanu. Oktan vroucí při teplotě 36°C extrahuje téměř dvojnásobný podíl PP než ostatní rozpouštědla. Příčina tohoto jevu není objasněna. V rámci rozpustnostní metody byl vzorek polypropylenu dokonale rozpuštěn při 140 °C v sérii několika alifatických a aromatických rozpouštědel (pentan - hexan - cyklohexan - hex-1-en - benzen - heptan - oktan - toluen - ethylbenzen - o-xylen - m-xylen - p-xylen - dekalin - chlorbenzen - 1,2-dichlorbenzen), následně po zchlazení roztoku na laboratorní teplotu byly získány a separovány rozpustné a nerozpustné podíly. Použitá rozpouštědla byla hodnocena z hlediska fyzikálních vlastností, sterických a elektronických parametrů jako jsou molekulová hmotnost, hustota, teplota varu, dipólový moment, index lomu a Hildebrandův rozpustnostní parametr. Stereoregularita rozpustných frakcí byla charakterizována metodou vysoce rozlišující 13C NMR, krystalinita metodou DSC a distribuce molekulových hmotností metodou GPC. Na základě tohoto měření byl pozorován jednoznačný trend poklesu rozpustnosti PP s rostoucím Hildebrandovým rozpustnostním parametrem rozpouštědla, což je v souladu s teoretickým očekáváním. Navíc byla prokázána silná korelace rozpustnosti PP s indexem lomu a s hustotou rozpouštědla.
|
|
|
CAD systémy a výkresová dokumentace
Kučera, Jaroslav ; Veselka, František (oponent) ; Kuchyňková, Hana (vedoucí práce)
Projekt je zaměřen na konstruování v moderních CAD systémech. Úvod pojednává o vývoji technického kreslení a rozděluje jej na etapy. V další fázi jsou porovnány dva programy od firmy Autodesk – AutoCAD a Inventor. Podrobněji je představen program Autodesk Inventor 2008 Suite, se zaměřením na novinky programu proti předchozím verzím. Práce v Autodesk Inventoru je zde prakticky představena při tvorbě modelu jednoduchého elektrotechnického zařízení, technické dokumentace a prezentace. Model, výkresy a prezentace (v elektronické podobě) jsou součástí přílohy projektu. V závěru je učiněn pokus o pohled do budoucnosti technického kreslení.
|
|
|
Měření lineární teplotní roztažnosti plastových hydroizolačních fólií
Mahel, Jindřich ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Petrůj, Jaroslav (vedoucí práce)
Cílem práce bylo navrhnout a sestavit přístroj pro měření lineární teplotní roztažnosti plastových hydroizolačních fólií. V teoretické části jsou srovnány metody používané pro měření teplotní délkové roztažnosti pevných látek a je zde popsán princip termoelektrického chlazení. Pro měření byl vybrán Abbého komparátor, který byl osazen temperovanou komorou s kaskádou Peltierových článků pro termoelektrické chlazení a ohřev vzorku. Experimentální část práce se zabývá konstrukcí přístroje a samotným měřením v zadaném teplotním intervalu.
|
|
|
Modifikace polyethylenu reaktivním kompaundováním
Horkel, Ondřej ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Petrůj, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou radikálově iniciované kompaundace polyethylenu 1-vinyladamantanem. Teoretická část se zaměřuje na teorii roubovacích procesů, na problematiku vlivu procesních parametrů na jejich průběh a na vlastnosti použitého monomeru. V části praktické byly navrženy dvě série pokusů, v obou případech byl použit polyethylen LITEN MB 87, jako iniciátor (2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy)hexan) neboli Trigonox 101 a ke stabilizaci byly použity látky označované jako Ionol a Irgafos 168. Pokusy byly prováděny v hnětiči Brabender, teplota byla 180 – 185 °C, doba reakce 5 minut. K vyhodnocení vlastností připravených vzorků byla použita zkouška v tahu, zkouška vrubové houževnatosti Charpy, měření indexu toku taveniny, analýza točivého momentu při hnětení a analýza IR spektra vzorků. Pomocí těchto experimentů bylo zjištěno, že již obsah iniciátoru 2 hm. % způsobuje za těchto podmínek přílišné síťování. Dále bylo zjištěno, že za těchto podmínek provedená modifikace nezlepšuje tahové vlastnosti vzorků, mírně však navyšuje houževnatost. Vliv modifikace na MFI je třeba dále prověřit. FTIR analýzou byla zjištěna přítomnost nezreagovaného monomeru na základě výskytu pásů vinylových skupin.
|
|
|
Popis porušování vrstevnatých polymerních prostředí
Zouhar, Michal ; Klusák, Jan (oponent) ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Cílem této práce je studium porušování vícevrstvých polymerních materiálů. Kvazi-křehké porušení (prostřednictvím iniciace a následného šíření creepové trhliny) při nízkých napětích je nejčastější způsob porušování polymerních materiálů. V tomto případě je plastická deformace lokalizována v blízkém okolí čela trhliny a lze použít popis trhliny pomocí lineárně elastické lomové mechaniky. Znalost lomových parametrů během růstu trhliny ve vícevrstvém tělese je klíčová pro stanovení maximálního zatížení a následného posouzení zbytkové životnosti. Na rozdíl od homogenních těles je stanovení součinitele intenzity napětí pro vícevrstvé (kompozitní) těleso složitější a použití lomové mechaniky je komplikováno existencí materiálového rozhraní se skokovou změnou materiálových parametrů mezi jednotlivými vrstvami. Zvláštní pozornost je v této práci věnována konfiguraci trhliny rostoucí v těsné blízkosti materiálového rozhraní a podél materiálového rozhraní. Pro vrchol trhliny na rozhraní dvou materiálů je popis pole napětí před čelem trhliny popsán pomocí efektivní hodnoty součinitele intenzity napětí, kterou lze vyjádřit pomocí kritérií stability. V závěru práce je ukázáno, že za určitých podmínek (především v závislosti na elastických konstantách jednotlivých materiálů) existence materiálového rozhraní pozitivně ovlivňuje životnost vícevrstvého tělesa.
|
|
|
Studium vlivu podmínek na rychlost šíření trhliny v HDPE
Patzelt, Petr ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Petrůj, Jaroslav (vedoucí práce)
Teoretická část zahrnuje popis materiálových a testovacích parametrů, které ovlivňují průběh SCG resp. délku trvání FNCT testu. Experimentální část je zaměřená na porovnání časů do lomu za použití různých detergentů. Pro urychlení FNCT byly použity dva typy detergentů a to 2% Arkopal N110 a 10% dodecylbenzesulfonát sodný. Teplota pro měření byla 80°C. Zkrácení času do lomu roztokem dodcelybenzensulfonátu sodného bylo několikanásobné oproti Arkopalu N110. Urychlení bylo pozorováno na materiálech VB85, VL 20N, PL 10, vyrobených v UNIPETROLU RPA, konkurenční HDPE a PP připraveném v laboratořích Polymer Institute Brno. Dále se experimentální část zabývala studiem křivek, které v současné době stále probíhá.
|
|
| |
host ::
RSS.