|
|
Biodegradabilní plasty
Schifferová, Zuzana ; Jan, Vít (oponent) ; Molliková, Eva (vedoucí práce)
Cílem práce je pojednat o vlastním procesu biodegradace biodegradabilních plastů včetně faktorů, které její průběh ovlivňují. Zároveň uvádí některé druhy těchto plastů a jejich vlastnosti. Nakonec pojednává o způsobech využití jejich odpadu a jejich ekologický dopad.
|
|
|
Vliv vybraných činidel na krystalizační schopnost polylaktidu
Kurakin, Yuriy ; Přikryl, Radek (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
V práci byl studován vliv sedmi činidel na krystalizační schopnost polylaktidu (PLA), index toku taveniny (MVR) a mechanické vlastnosti v tahu. Testované byly lisované destičky o tloušťce 0,8 mm. Vybraná činidla přidaná v množství 0,5 a 1,0 % byla tato: mastek, benzoát sodný, směsi organických solí s amorfním SiO2 a stearátem zinečnatým, kovová sůl, fosfátová sůl, a draselná sůl 5-dimethylsulfoisoftalátu (LAK–301 – nukleační činidlo vyvinuté pro PLA). Provedena byla neizotermická krystalizační měření při různých rychlostech chlazení (0,3; 0,5; 0,7; 1,0 a 1,5 °C). Všechna činidla zvýšila MVR PLA kromě mastku; největší navýšení (9krát a 24krát) bylo přídavkem kovové soli. Činidla zásadně nezměnila mechanické vlastnosti. Všechny vzorky byly spíše křehké (nejkřehčí s LAK–301), modul pružnosti byl pro všechny vzorky kolem 1,2 GPa, pevnost PLA nejvíce vzrostla přídavkem 1 % mastku (o 12 %) a tažnost při přetržení zvýšila organická sůl s SiO2. Všechny vzorky s obsahem činidel 1 % byly amorfní (krystalický podíl nepřesáhl 2 %). Přídavek činidel tedy nepodpořil krystalizační proces během rychlého chlazení a to ani v případě činidla LAK–301. Toto ale působilo jako výborné nukleační činidlo při pomalých rychlostech chlazení (1,5 °C/min a nižší). Nukleační aktivita činidel klesala v tomto pořadí: LAK–301, organická sůl se stearátem zinečnatým, mastek, organická sůl modifikovaná amorfním SiO2 a fosfátová sůl. Vzorky s benzoátem sodným a kovovou solí krystalizovaly při chlazení ve více krocích a k vyhodnocení nukleační aktivity nebylo možné použít metodu dle Dobreva a Gutzow.
|
|
|
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.
|
|
|
Modification of PLA using reactive extrusion
Matláková, Jana ; Petrůj, Jaroslav (oponent) ; Kučera, František (vedoucí práce)
Diploma thesis deals with grafting of maleic anhydride and itaconic anhydride onto the poly(lactic acid) (PLA). The dependence of conversion on the various molar ratios of monomer to initiator was observed on the modified poly(lactic acid) at the temperatures 180 °C and 200 °C. The amount of grafted monomer was determined due to the acido-basic titration and due to the FT-IR spectroscopy. Effect of grafting value on the crystallinity modified PLA was determined by using differential scanning calorimetry, DSC. Degradation of PLA was observed orientation due to the melting flow index, MFI.
|
|
|
Kompatibilizace směsí termoplastů s PLA
Petruš, Josef ; Petrůj, Jaroslav (oponent) ; Kučera, František (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přípravou polymerní směsi polymeru A s polymerem B. Dosavadní znalosti o vzniku a termodynamice polymerních směsí a úloze kompatibilizátoru podává teoretická část. Procesem fyzikální kompatibilizace byla připravena směs A/B o hmotnostních poměrech A/B 75/25, 50/50 a 25/75 hm %. Koncentrace použitého kompatibilizátoru byla 5 hm %, u směsi A/B 50/50 hm % 10 a 30 hm %. Proces mísení byl uskutečněn v dvoušnekovém extruderu při teplotě 230 °C a 100 rpm. Druhá metoda přípravy A/B směsí byla založena na in situ reaktivní kompatibilizaci, prováděné v mixéru Brabender při 230 °C a 50 rpm po dobu 10 minut. Hmotnostní obsah A a B byl opět 75/25, 50/50 a 25/75 hm %. Jako monomer byl zvolen anhydrid kyseliny itakonové (IAH) a maleinanhydrid (MAH) v koncentračním zastoupení 0,5 a 5 hm %, iniciátor reakce byl 2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-buthylperoxy)hexan (Luperox 101). Rozdíl mezi kompatibilizovanými a nekompatibilizovanými směsmi byl charakterizován rastrovací elektronovou mikroskopií, tahovou zkouškou, diferenciální skenovací kalorimetrií, metodou stanovení indexu toku taveniny, acido-bazickou titrací a FT-IR spektroskopií.
|
|
|
Vliv chemické struktury změkčovadla na vlastnosti bioplastu na bázi polyhydroxybutyrátu
Stehnová, Ivana ; Alexy, Pavol (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá změkčováním poly(3-hydroxybutyrátu), kyseliny polymléčné a jejich směsi. Zjišťuje vliv chemické struktury změkčovadla na mechanické vlastnosti této polymerní směsi i na jeho difúzi z ní. Byla syntetizována změkčovadla na bázi oligomerních polyadipátů, citrátů, polylaktidu a esterů kyseliny 2-ethylhexanové s poly(ethylenglykolem). Distribuce molekulových hmot-ností syntetizovaných změkčovadel byla stanovena pomocí gelové permeační chromatografie. Poly(3-hydroxybutyrát), kyselina polymléčná i jejich směs byly měkčeny syntetizovanými a komerčními změkčovadly. Z komerčních byla vybrána změkčovadla na bázi citrátů a esteru kyseliny 2-ethylhexanové s poly(ethylenglykolem). Pomocí termogravimetrické analýzy byla studována termická stabilita vybraných komerčních změkčovadel v kyselině polymléčné. Sledována byla také difúze změkčovadel z poly(3-hydroxybutyrátu), kyseliny polymléčné a z jejich směsi při 110 °C. Pomocí tahové zkoušky byly testovány mechanické vlastnosti připravených směsí. Téměř všechna změkčovadla vykazovala ve směsi pozitivní změkčující efekt. Nejvyšší tažnost byla zaznamenána u směsi s komerčním acetyltributylcitrátem, u níž tažnost dosáhla 328 % oproti 21 % pro neměkčenou směs.
|
|
|
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.
|
|
|
Study on biotechnological potential of thermophilic gram-positive bacterium Brevibacillus sp. Bz
Filimonova, Anastasiia ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Pernicová, Iva (vedoucí práce)
The subject of the Master’s theses is to study the biotechnological potential of the thermophilic Gram-positive bacterium Brevibacillus borstelensis BZ. The theoretical part contains a general characterization of thermophilic organisms and their derived thermozymes, and describes their adaptive molecular mechanisms in protein thermostability. The final part of the theoretical part focuses on biodegradation of waste substrates, biobased and fossil-based polymers. The first experimental part deals with the production of hydrolytic enzymes on various original sources and waste substrates. Brevibacillus borstelensis BZ is reputed to be a highly promising source of thermostable enzymes, namely xylanases and cellulases, due to its high enzymatic production on original sources. Secondly, the strain BZ was capable of producing a thermostable hydrolytic enzyme on waste substrates. On these substrates, a selected strain preferably produces xylanases. As a consequence, thermostable xylanase has gained a special attention, and, subsequently, it was assayed for the identification of its optimal pH and temperature. The final part of the experimental work discovers the biodegradation capacity of Brevibacillus borstelensis BZ toward selected biobased and fossil-based polymers. The strain BZ provided new insight into biodegradation of polyethylene terephthalate (PET), amorphous fraction of polylactic acid (PLA), semicrystalline PLA, and polyhydroxyalkanoates (PHA). Scanning electron microscope (SEM) observations confirmed an occurrence of roughness surface, the presence of grooves, and an utter penetration of the bacterium through the PET film. Regarding biobased polymers, PHA granules treated with the strain BZ were completely degraded. By studying the surface morphology of both types of PLA, the results indicated a clear deterioration of the structure and the presence of pits and cracks on the surfaces.
|
|
|
Biodegradace 3D tištěných kompozitů na bázi poly(3-hydroxybutyrátu)
Gazdová, Nikol ; Menčík, Přemysl (oponent) ; Melčová, Veronika (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá biodegradací 3D tištěných těles složených z poly(3- hyroxybutyrátu), kyseliny polymléčné, biokeramiky a změkčovadla. Tyto složky byly vybrány pro svou biokompatibilitu a vlastnosti, které by mohly být využity v tkáňovém inženýrství jako dočasná, vstřebatelná náhrada kostní tkáně. Hlavním cílem bylo zkoumání vlivu jednotlivých složek těles na samotnou biodegradaci. Biodegradace probíhala při 37 °C v roztoku simulující iontovou koncetraci krevní plazmy. Vzorky byly postupně vytahovány v měsíčních intervalech po dobu pěti měsíců. Pro vyhodnocení výsledků byly použity 2 metody – změna hmotnosti a zkouška v tlaku, kde byla vyhodnocována pevnost jednotlivých těles. Z vyhodnocení dat nešlo dojít k jednotnému výsledku, která látka nejvíc ovlivňuje biodegradaci, protože vždy záleželo i na poměru látek ostatních. Pro zkoumaní vlivu poly(3-hydroxybutyrátu) a kyseliny polymléčné na rychlost biodegradace byly porovnávány směsi RP9, RP10 a RP15. Ukázalo, že vyšší zastoupení kyseliny polymléčné a nižší zastoupení poly(3-hydroxybutyrátu) výrazně pozitivně ovlivňuje rychlost biodegradace, jelikož rozdíl mezi poklesem hmotnosti pro směs RP9 s nejvyšším zastoupením poly(3-hydroxybutyrátu) a RP10 s nejvyšším zastoupením kyseliny polymléčné činil 8,37 % pro plné tělesa a 4,13 % pro tělesa porézní. U pevnosti to pak byl rozdíl o 73,32 % pro plné a 73,65 % pro porézní těleso. Při pozorování vlivu obsahu biokeramiky na směsích RP11, RP12 a RP15, jsme došli k závěru, že tento vliv je na rychlost biodegradace téměř zanedbatelný rozdíl poklesu hmotnosti mezi směsí RP11 s nejnižším obsahem biokeramiky a RP12 s nejvyšším zastoupením biokeramiky činil pouze 1,68 % pro plné tělesa a 0,99 % pro tělesa porézní, naopak směs RP15 se vykazovala nevyšší mírou biodegradace, přestože má střední hodnotu biokeramiky ve směsi. Pro mechanické vlastnosti to pak činí rozdíl o 10,4 % pro plné a 7,57 % u porézních těles. Při porovnání vlivu změkčovadla u směsí RP13, RP14 a RP15 byl zaznamenán vliv spíše na pokles pevnosti, kdy rozdíl v poklesu pevnosti u směsi RP13 s nejnižším obsahem změkčovadla a RP14 s nejvyšším obsahem změkčovadla byl rozdílný o 20,3 % pro plné a 18,16 % pro porézní těleso. Pokles hmotnosti pak byl rozdílný o 4,1 % pro plné a 0,83 % pro porézní tělěso. Jako důležitým faktorem pro rychlost biodegradace se nakonec stala biokeramika od rozdílných firem. Nejlépe se biodegradoval hydroxyapatit od firmy Applichem a nejhůře zase hydroxyapatit od firmy CN Lab. Rozdíl na pokles hmotnosti činil 17,35 % pro plné a 5,93 % pro porézní těleso. Úbytek pevnosti pak byl rozdílný o 55,6 % pro plné těleso a o 33,38 % pro porézní těleso.
|
|
|
Studium uvolňování účinných látek z částic na bázi PHA
Čech, Jan ; Mikulíková, Renata (oponent) ; Kovalčík, Adriána (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem kinetiky uvolňování kyseliny kávové a kyseliny acetylsalicylové z mikročástic na bázi kyseliny polymléčné, poly(3-hydroxybutyrát-co-4-hydroxybutyrátu) a poly(3-hydroxybutyrátu). V teoretické části jsou popsány mechanické a termální vlastnosti polyhydroxyalkanoátů, biologická syntéza mikroorganismy, jejich průmyslové získávání z biomasy a využití. Dále jsou popsány vlastnosti mikročástic z PHA, jejich využití jako nosičů, nejběžnější přípravy mikročástic a způsob uvolňování naloženého léčiva. V experimentální části byly pomocí dynamického rozptylu světla charakterizovány mikročástice na bázi PLA, P(3HB) a P(3HB-co-4HB) připravené metodou emulze s odpařováním rozpouštědla. Do těchto mikročástic byla následně inkorporována kyselina kávová nebo kyselina acetylsalicylová, u těchto mikročástic byla spektrofotometricky pozorována kinetika uvolňování dané aktivní látky po dobu jednoho týdne. Mikročástice po uvolňování byly opět změřeny metodou DLS a porovnány s charakterizovanými mikročásticemi před uvolňováním. Na závěr byla vypočtena efektivita enkapsulace a výtěžnost mikročástic.
|
host ::
RSS.