|
|
Modification of polyurethane by biodegradable poly(hydroxybutyrate)
Kupka, Vojtěch ; Žídek, Jan (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
The aim of the presented bachelor thesis was the synthesis of elastomeric polyurethane filled by biodegradable polyhydroxybutyrate. The morphology of samples was analyzed by scanning electron microscopy and mechanical properties were tested by tensile measurement. Moreover, the work deals with prediction of mechanical properties based on rubber elasticity theory. It was found that prepared specimens have a character of particle – reinforced composite materials. Corresponding to divination, the biodegradable filler content enhancement in polyurethane matrix leaded to an increase of the elastic modulus. Prediction of stress-strain curves, which was done by SEC.exe software, showed for real behavior of stress-strain curve having unreal values of network density of polymer chains. While real values of chains network density were used in simulation, stress-strain data were higher than the measured ones.
|
|
|
Rheological properties and biodegradation of Poly (3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate)
Černeková, Nicole ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Kovalčík, Adriána (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with the characterization of rheological properties and biodegradation of a poly(3-hydroxy-co-4-hydroxybutyrate), a copolymer produced by a strain of Cupriavidus malaysiensis. The theoretical part focuses on the rheology and degradation of polymers in general. It also contains the basic characteristics of polyhydroxyalkanoates and deals in more details with the description of the studied copolymer, its properties, synthesis, decomposition and possibilities of its applications. In the experimental part, the given copolymer was investigated in its native form and also in the form of copolymer mixtures filaments, which were enriched with additives (stabilizers and plasticizers). In terms of rheology, the samples showed pseudoplastic behaviour, which was slightly limited by the plasticization of the material. The highest thermal stability observed as a function of changes in complex viscosity over time was observed in a sample of a copolymer mixture containing stabilizers and plasticizer Citrofol BII. The plasticization also caused significant changes in thermal properties, especially crystallinity, which decreased compared to the native copolymer. In vitro degradation studies of samples in the form of films prepared by dissolving copolymer mixtures in chloroform were performed in phosphate buffer with lipase, in simulated body fluid and in synthetic gastric juice. The course of the process itself was characterized by the method of determining the molecular weight (SEC-MALLS) and the weight loss over time (gravimetrically). The results showed that the analysed samples are subject to degradation in all used environments. The most considerable molecular weight loss after 105 days (76 %) was observed in the sample containing stabilizers and plasticizer Citrofol BII in the environment of synthetic gastric juice. The most extensive gravimetric weight loss was attributed to the sample with stabilizers and without plasticizers, in the environment of phosphate buffer with lipase, specifically by 79%.
|
|
|
Microbial Degradation of Polycaprolactone-based Materials
Damborský, Pavel ; Stratilová, Eva (oponent) ; Hermanová, Soňa (vedoucí práce)
The thesis deals with the issue of the effect of nutritious factors and aeration on Bacillus subtilis (CCM 1999) lipase production, which was studied from the viewpoint of the crucial action of lipases on polyester chains degradation. The parameters such as bacterial growth, lipolytic activity, pH optimum, temperature optimum, thermal stability, proteolytic activity, the amount of proteins, etc. were determined in three types of media inoculated by Bacillus subtilis. One sample set of media: peptone and yeast extract (NB), medium consisted in peptone and yeast extract with the addition of 2% (w/v) glucose (NBG) and mineral solution with yeast extract (MS-YE) contained poly(-caprolactone), PCL film (Mn = 10 kDa, = 1.4). Experiments were performed for 21 days under shaking at 160 and 200 rpm. The presence of PCL caused in both types of media (NB, NBG) higher values of lipolytic activity of Bacillus subtilis indicating the participation of released low-molecular weight species as the products of PCL biodegradation. In BS-inoculated MS-YE medium low lipolytic activity of Bacillus subtilis as compared with those measured in NB and NBG media was determined even in the presence of PCL. During experiment pH value shifted from neutral (pH 7.0) to alkaline (pH 8.5 – 9.3) region for all types of media with and without PCL specimens. This fact indicates negligible pH changes in microenvironment due to the degradation products and/or metabolites. Lipolytic enzymes determined in supernatants free of bacterial cells have shown two pH optima in the presence of PCL, at pH 7 and 9. Lipase in the absence of polymer displayed optimum pH of 7. Measurement of thermal stability demonstrated that extracellular lipases as relative thermostable enzyme especially in the absence of polymer. The basic proteomic analysis by peptide mass fingerprint (PMF) of lipases produced by Bacillus subtilis at NBG medium after one week of cultivation was performed. The presence of proteins with molecular weight (19.3 kDa) close to that reported for lipases was verified through FPLC. Both SDS-PAGE and IEF-PAGE indicated presence of these proteins in both studied media (NBG vs. NBG/PCL). However, no differences have been found in the presence of PCL and no lipase was truly identified through MALDI-TOF mass spectrometry. The occurrence of degradation process in PCL samples was also documented by their gradual weight loss, which was seen in all media types as the synergic effect of lipase- and base-catalyzed ester bond scission. Model degradation study of PCL and its composite with graphene oxide (2.7 wt% GO) was performed in the presence of Bacillus subtilis in NBG medium at 30 °C and initial pH 7 for three weeks. The weight loss of PCL films gradually increased during whole degradation test up to 12 wt%. Degradation of PCL/GO composite proceeds slower as documented by maximum weight loss of 5.0 wt%. The similar character of elution curves of both PCL and its composite, determined by SEC analysis, indicated shifting to lower molecular region.
|
|
|
Funkcionalizace polyolefinů roubováním
Paulenka, Igor ; Petruš, Josef (oponent) ; Petrůj, Jaroslav (vedoucí práce)
Teoretická časť diplomovej práce je venovaná funkcionalizácii polyolefínov s cieľom urýchlenia ich degradácie a zvýšenia obsahu uhlíka z obnoviteľných zdrojov so zameraním na hydroxykyseliny. Experimentálna časť je zameraná na prípravu vzorkou a štúdium vlastností takto pripravených zmesí polypropylénu a polyethylénu s kyselinou polymliečnou s rôznym obsahom iniciátoru a maleinanhydridu. Vzorky boli hodnotené pomocou stanovenia stupňa konverzie maleinanhydridu, diferenčnej skenovacej kalorimetrie, infračervenej spektroskopie, indexu toku taveniny a mechanických vlastností.
|
|
| |
|
|
Biodegradace bioplastů v prostředí kompostu
Vodička, Juraj ; Kovalčík, Adriána (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je studium biodegradace polyhydroxybutyrátu (PHB) a polyesteru kyseliny mléčné (PLA). Teoretická část práce pojednává o původu studovaných biopolyesterů, jejich vlastnostech a využití, a také enzymologii jejich biodegradace. Experimentální část práce je zaměřena na biodegradaci těchto polymerů v submerzním mediu využitím termofilních kmenů a na kompostování těchto bioplastů. Ze šesti použitých kmenů termofilních bakterií projevil významnou PHB-biodegradační aktivitu pouze jeden – kmen Schlegelella thermodepolymerans. Rezistenci vůči submerzní degradaci vykazovala amorfní i semi-krystalická forma PLA. V prostředí kompostu docházelo především k rozpadu obou forem PLA, proto byl dedukován primárně abiotický mechanizmus degradace. Během 4 týdnů kompostování došlo ke ztrátě hmotnosti amorfního PLA o 99 % a semi-krystalického PLA o 63 hmot. %. Hmotnostní úbytek PHB po stejné době kompostování dosahoval 36 %, navíc bylo pozorováno snížení molekulové hmotnosti na zhruba polovinu hodnoty využitím SEC. Pro tento polymer byl potvrzen mechanizmus biodegradace formou povrchové enzymatické eroze využitím SEM. Monitoring aktivity esteráz, lipáz a proteáz během celého experimentu neprokázal statisticky významné ovlivnění kompostu přítomností biopolymerů.
|
|
|
Biodegradace in vitro biopolyesterů v syntetické žaludeční šťávě
Sobková, Markéta ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Kovalčík, Adriána (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem in vitro biodegradace biopolyesterů v syntetické žaludeční šťávě a fyziologickém roztoku pufrovaném fosfáty s lipázou po dobu 81 dní. Teoretická část shrnuje základní poznatky o biologicky rozložitelných biopolyesterech, zabývá se jejich využitím a poukazuje na jejich možné aplikace v medicíně. Experimentální část se zabývá samotnou biodegradací připravených biopolyesterových filmů. K experimentu byly využity následující biopolyestery: polykyselina mléčná, komerční poly(hydroxyalkanoát) amorfní, poly(3-hydroxybutyrát), poly(butylen adipát-co-tereftalát), poly(-3hydroxybutyrát-co-3-hydroxyvalerát), polyhydroxybutyrát polyhydroxyhexanoát kopolymer, filament polykyseliny mléčné a filament směsi polykyseliny mléčné a polyhydroxybutyrátu. Tenké filmy byly připraveny rozpouštěním polymeru v chloroformu, vylitím do formy a následným odpařením rozpouštědla. Dle typu polyesteru a jeho stupně krystalinity se měnily vlastnosti připravených filmů, jejich vzhled byl v škále od transparentních do mléčně zakalených a jejich mechanické vlastnosti se lišily hlavně v elasticitě. Během biodegradace docházelo k změně morfologie filmů a studované vzorky získávaly vyšší stupeň křehkosti a nižší kompatibilitu. Samotná biodegradace byla sledována pomocí změn molekulové hmotnosti (pomocí SEC-MALLS), chemické struktury (pomocí FTIR) a úbytkem hmotnosti v čase (gravimetrie). Analyzované biopolyestery byly prokazatelně náchylné na biodegradaci v simulovaných tělních podmínkách. Stupeň biodegradace závisel na typu použitého biopolyesteru. Největší úbytek hmotnosti byl zaznamenán u vzorku amorfního polyhydroxyalkanoátu, kdy ve fyziologickém roztoku pufrovaném fosfáty s lipázou došlo ke snížení původní hmotnosti o 84,28 ± 0,03 % po 81 dnech biodegradace.
|
|
|
Modifikace betonových prvků pro chladicí věže
Mohelská, Lucie ; Šoukal, František (oponent) ; Opravil, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou potlačení růstu řas v chladicích věžích. Předmětem práce je návrh a testování povrchových úprav již stávajícího vyzrálého betonu s cílem potlačit růst řas. Jako povrchové úpravy jsou testovány komerčně dostupné i nově vytvořené systémy. Testované systémy jsou na bázi portlandského cementu, geopolymerů či tvorbě nerozpustných komplexních sloučenin s obsahem kovového prvku (Zn, Cu). Pro experimenty byla zajištěna možnost uložení připravených vzorků přímo v místě potenciální aplikace v reálném provozu chladicích věží Jaderné elektrárny Dukovany.
|
|
| |
|
|
Optimalizace přípravy biodegradovatelných obalů na bázi škrobu a jejich charakterizace pro adaptaci na výrobní technologie
Krahulová, Veronika ; Ondreáš, František (oponent) ; Lepcio, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou přípravy biodegradovatelných obalů na bázi škrobu. Cílem práce je optimalizovat přípravu a ověřit jejich charakterizaci pro adaptaci a výrobní technologie. Fólie byly tvořeny škrobem, polyvinylalkoholem a glycerolem. Byly testovány 4 druhy škrobů, 3 druhy PVA a různé poměry přidaného glycerolu. Škrobové fólie byly připravovány litím, kdy za účelem termoplastifikace škrobu nebyla využita destilovaná voda, ale pouze glycerol pro snížení energetických nákladů na přípravu. U takto připravených filmů byly testovány mechanické vlastnosti. Experimentálně zjištěné hodnoty prodloužení při přetržení a pevnosti v tahu u fólie tvořené pšeničným škrobem byly porovnány se semiempirickým modelem. Ukázalo se, že příprava termoplastifikace škrobu glycerolem vede k značnému navýšení prodloužení při přetržení, ale zároveň ke znatelnému poklesu pevnosti v tahu oproti přípravě z roztoku. Byly zkoumány i reologické vlastnosti připravených fólií. Infračervená spektroskopie (FTIR), termogravimetrická analýza (TGA) a diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) byly využity ke studiu struktury fólií.
|
host ::
RSS.