|
|
Functional foams with densit ygradient
Svatík, Juraj ; Figalla, Silvestr (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Vycházíme-li z lehčených přírodních materiálů, lze od porézních materiálů s gradientem porozity očekávat mechanické vlastnosti nadřazené konvenčím polymerním pěnám, a to díky jejich specifické architektuře. Tyto vlastnosti umožňují použití lehčených materiálů jako strukturních prvků. V této práci je popsaná příprava gradientních porézních materiálů pomocí laminování a/nebo 3D tisku. Provedeny byly statické a dynamické mechanické testy na obou kvazi homogenních a gradientně porézních pěnách poskytující experimentální podklad pro hypotézu deformační odezvy plynoucí ze strukturní architektury. Data se interpretovala užitím zavedených teoretických modelů. Naše výsledky vedly k závěru, že tyto teoretické modely odvozené od pěn s pravidelnou strukturou není vhodné aplikovat pro pěny s gradientem porozity, protože prokazují podstatně lepší mechanické vlastnosti než homogenně porézní pěny.
|
|
|
Functional polymer foams
Hána, Tomáš ; Pospíšil, Ladislav (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Functional polymer foams are considered as a promising field which could potentially produce foams with added value. Specifically, functionally graded foams are materials which are expected to provide better mechanical properties while preserving low density in comparison with regular foams. In this thesis, a preparation process of such foams is designed, examination of prepared structure and comparison of mechanical properties with regular foams is performed. The obtained results are discussed and further research in this field is proposed.
|
|
|
Hybrid Blends of Recycled Plastics
Černý, Miroslav ; Lehocký, Marián (referee) ; Balgová,, Vendula (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Work describes the relationship between structure and mechanical properties in case of hybrid mixtures. They are composed from polyurethane matrices (eventually polyurethane-urea or polyurethane-inorganic filler mixtures), different rubber fractions as filler and eventually reinforcement made from PET monofilaments. Mechanical behaviour was studied by tensile testing. Studied mechanical properties include tensile modulus, ultimate strength and strain and also specific energy need neccessary for ultimate strength achievement. Prepared materials are naturally porous. Therefore their mechanical behaviour has to be described generally for porous composites. The porosity occurence means, that it is difficult to describe them by models valid for mechanical behaviour (mainly elastic modulus) of nonporous composites. Models are also based on idealized structures on microscopic level. In case of porous composites, it is very difficult to create any idealized structure. The structure is changed with modifications of composition (change of components or their rates). These conditions have lead to utilizing of different approach how to describe the relationship between structure and mentioned mechanical properties. The chosen approach comes from knewledge about structural parametres coming from porosity. Structural parameters describe the structure on macroscopic level. They include interspace volume (volume lying between filler particles), interspace filling (how the matrix fills the interspace volume) and matrix volume fraction. Proposed parameters are used in relations, where they are fitted by exponents to interlay values of chosen mechanical properties for composites containing discrete matrix and filler. Found exponents are then described by properties of matrices to obtain relations describing properties of filled porous materials. Very similar approach was chosen for description in the case of reinforced composites. Proposed relation are potentially valid for materials containing binding matrix, infinity count of fillers and one kind of reinforcement.
|
|
|
The Crystallization Kinetics in Semicrystalline Nanocomposites
Fiore, Kateřina ; Kučera, Jaroslav (referee) ; Chodák,, Ivan (referee) ; Lesser, Alan (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Růst krystalů zásadně ovlivňuje morfologii a tím také mechanické vlastnosti semikrystalických polymerů. Tato PhD práce přináší alternativní pohled na popis kinetiky krystalizace v polyolefinech plněných slabě interagujícími částicemi. V nanokompozitních materiálech vysoký specifický povrch plniva i při nízkých plněních zásadně ovlivňuje dynamiku řetězců. V blízkosti povrchu plniva začíná hrát významnou roli zpomalená reptace způsobená jak vzájemnými interakcemi plnivo-polymer tak prostorovým omezením mezi nanočásticemi. Růst krystalů byl zkoumán pomocí polarizovaného optického mikroskopu vybaveného horkým stolkem. Výsledky byly korelovány s teoretickými modely a rozsáhlými počítačovými simulacemi na molekulární úrovni. Pozorovaný pokles rychlosti růstu sférolitů v závislosti na obsahu plniva a molekulové hmotnosti matrice je interpretován na základě imobilizační teorie, tedy, zpomalení reptačního pohybu.
|
|
|
Automotive plastics with increased scratch resistance
Vida, Mikuláš ; Kučera, František (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
The aim of this bachelor thesis was the investigation of changes of mechanical and rheological properties of nanocomposites based on PMMA, where filler was fumed silica of four types (different surface area and producer). The thesis focuses on the theoretical part of the current state of research, preparation and properties of nanocomposites. The solvent method was chosen for the preparation of nanocomposites, where silica was mixed with dissolved PMMA. Tensile mechanical properties were measured below Tg, while viscoelastic response was measured above Tg. Silica had not significant influence on the modulus below Tg, but above Tg (180 °C) both modulus, storage and loss, have increased with increasing silica content and with increasing frequency (0,1–100 Hz). The particle size and surface area of silica in a content of 1 % influenced storage modulus of nanocomposites more with respect to the content of 2 %. For samples containing 1 % showed that the significant role played particle size and surface area of silica. The greatest increase of storage and loss modulus of PMMA was reached for silica M-5 in content 1 %. All type of silica decreased tensile strength and strain with increasing silica content in the same way.
|
|
|
Viscoelasticity of polymer glasses
Ondreáš, František ; Kučera,, Jaroslav (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
This work focuses on polymer glasses relaxation behavior. Polymethylmethacrylate was chosen as a typical representative of polymer glasses. Relaxation processes were studied by dynamical mechanical spectroscopy and differential scanning calorimetry was used as a supplemental analysis. Relaxation process above Tg and high values of rubberlike plateau modulus were observed in thermomechanical spectra. High temperature relaxation transition was studied from the perspective of thermal history, frequency and axial stress dependence and influence of molecular structure was also investigated. Apparent activation energies of studied processes and their axial stress dependence for polymethylmethacrylate were determined. On the basis of obtained data, a hypothesis was developed which connects high temperature relaxation process with molecular process responsible for strain hardening.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Polymer nanocomposites for interior car body parts
Miškolci, Michal ; Bálková, Radka (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
This bachelor’s thesis is interested in the problem of scratch resistance of interior car body parts. In this thesis, the solution is seen in using polycarbonate – based nanocomposites. In theoretical part, a literature search of this theme was made. In experimental part, the samples based on polycarbonate were prepared, and their tensile modulus was tested, as one of the main parameter affecting the scratch resistance.
|
guest ::
RSS feed.