|
|
PŘÍPRAVA A CHARAKTERIZACE NANOČÁSTIC A NANOVLÁKEN NA BÁZI BIOPOLYMERŮ A JEJICH VYUŽITÍ V POTRAVINÁŘSTVÍ A KOSMETICE
Kundrát, Vojtěch ; Vilčáková, Jarmila (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá polymerem polyhydroxybutyrátem a dalšími biopolymery jakožto základním stavebním kamenem pro výstavbu mikro a nanoskopických struktur a materiálů použitelných v potravinářství a kosmetice. V rámci práce byla vypracována literární rešerše seznamující čtenáře se základy tohoto aplikačního pole. Experimentální část práce je sestavena ze tří bloků výsledků získaných během doktorského studia. V prvním, hlavním bloku jsou uvedeny komentované publikované výsledky a patentové výstupy, které zahrnují dva publikované recenzované články zabývající se elektrostatickým a mokrým zvlákněním PHB a vlastnostmi připravených materiálů. Patentové výstupy jsou tvořeny několika přijatými a podanými patenty, které shrnují několikaletou práci jednak na metodách zvláknění PHB, ale taktéž na obecných přístupech umožňující zpracovávat PHB v podobě roztoku do podob umožňujících mnohé aplikace v potravinářství a kosmetice. Druhá část je tvořena jedním z praktických výstupů, jímž je patentovaná kompozice ochranného krému proti UV záření založena na připravených nanoskopických a mikroskopických morfologiích PHB. Ve třetím bloku jsou shrnuty další výsledky zaměřené na elektrostatické zvláknění PHB a dalších biopolymerů. V závěru práce je uveden stručný popis projektů souvisejících s tématem disertační práce. Jde o praktické rozvojové práce ve střední Tanzánii a západní Africe, které ale čerpají z vědomostí a kontaktů nabytých během studia na FCH VUT Brno.
|
|
|
Příprava a charakterizace kopolymerů na bázi poly-3-hydroxybutyrátu
Kolomazník, Vít ; Kupka, Vojtěch (oponent) ; Porubský, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou kopolymerů na bázi poly-3-hydroxybutyrátu (PHB). Snahou je dosáhnout materiálu, kde by byl obsah polymeru PHB co nejvyšší, zároveň ale obsah krystalické fáze co nejmenší. Nízkomolekulární PHB s koncovými hydroxylovými skupinami, použitý při syntéze kopolymerů, byl připraven alkoholýzou PHB polymeru 1,4-butandiolem. Jako druhý reagující polymer v této práci byl vybrán polyetylenglykol (PEG) v různých molárních hmotnostech a poměrech. Další polymer pro kopolymeraci s PHB byl zvolen poly(butylen adipát-co-tereftalát) (PBAT) a jako netoxické spojovací činidlo byl použit hexametylendiisokyanát (HDI). Z těchto látek byly v roztoku připraveny blokové kopolymery, které jsou tvořeny z měkkých a tvrdých segmentů. Tvrdé segmenty zde představuje PHB a jeho krystalická struktura, měkké segmenty tvoří řetězce PEG, případně PBAT. U připravených kopolymerů byl zkoumán vliv přítomnosti měkkých segmentů různé délky a poměru na celkové vlastnosti. Získané materiály byly charakterizovány pomocí termogravimetrické analýzy (TGA), diferenční kompenzační kolorimetrie (DSC) a infračervené spektroskopie (FTIR). Molekulová hmotnost byla zjištěná pomocí gelové permeační chromatografie (GPC).
|
|
|
Biodegradable seed carriers for large area regeneration of forests
Balej, Marek ; Kučera, František (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on finding a suitable biodegradable polymer for the construction of mechanically activated forest seed carriers. The subject of the theoretical part of the work is a description of the investigated polymeric materials and characterization of the species composition of trees in domestic forests. Furthermore, the issue of technology to produce these seed carriers for the preparation of prototypes using 3D printing and for high-volume production through plastic injection moulding is elaborated. Finally, in this section, attention is paid to the difference between biodegradable and compostable plastics. The experimental part of the thesis deals with the application of the method of determining the complete aerobic biodegradability of the investigated materials in the soil, measuring the amount of carbon dioxide released and additional DSC, GPC and TGA analysis. It further investigates the saturation of the samples with carbon dioxide, their subsequent temperature-induced batch foaming and SEM analysis of the resulting structure. Finally, it focuses on the preparation of 3D printed prototypes of seed carriers and test specimens, on which the tests of their impact strength and tensile properties are performed. For more detailed analysis, two commercially available bioplastics, NonOilen® and ecoflex® were selected. The test of complete aerobic biodegradability of plastics in soil according to ISO 17556 proved that the biodegradation of NonOilen® and ecoflex® in the soil took place. This was subsequently substantiated by the results of the associated DSC, GPC and TGA analysis. Furthermore, in pressed samples from both materials, it was found by SEM observation that the method of CO2 saturation and subsequent batch, temperature-induced foaming is ineffective in obtaining a porous structure in the given materials. Finally, the impact strength and tensile properties of 3D printed prototypes for the investigated materials (NonOilen® and ecoflex®) were determined using 3D printed test specimens.
|
|
|
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.
|
|
|
Biodegradable seed carriers for large area regeneration of forests
Balej, Marek ; Kučera, František (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on finding a suitable biodegradable polymer for the construction of mechanically activated forest seed carriers. The subject of the theoretical part of the work is a description of the investigated polymeric materials and characterization of the species composition of trees in domestic forests. Furthermore, the issue of technology to produce these seed carriers for the preparation of prototypes using 3D printing and for high-volume production through plastic injection moulding is elaborated. Finally, in this section, attention is paid to the difference between biodegradable and compostable plastics. The experimental part of the thesis deals with the application of the method of determining the complete aerobic biodegradability of the investigated materials in the soil, measuring the amount of carbon dioxide released and additional DSC, GPC and TGA analysis. It further investigates the saturation of the samples with carbon dioxide, their subsequent temperature-induced batch foaming and SEM analysis of the resulting structure. Finally, it focuses on the preparation of 3D printed prototypes of seed carriers and test specimens, on which the tests of their impact strength and tensile properties are performed. For more detailed analysis, two commercially available bioplastics, NonOilen® and ecoflex® were selected. The test of complete aerobic biodegradability of plastics in soil according to ISO 17556 proved that the biodegradation of NonOilen® and ecoflex® in the soil took place. This was subsequently substantiated by the results of the associated DSC, GPC and TGA analysis. Furthermore, in pressed samples from both materials, it was found by SEM observation that the method of CO2 saturation and subsequent batch, temperature-induced foaming is ineffective in obtaining a porous structure in the given materials. Finally, the impact strength and tensile properties of 3D printed prototypes for the investigated materials (NonOilen® and ecoflex®) were determined using 3D printed test specimens.
|
|
|
PŘÍPRAVA A CHARAKTERIZACE NANOČÁSTIC A NANOVLÁKEN NA BÁZI BIOPOLYMERŮ A JEJICH VYUŽITÍ V POTRAVINÁŘSTVÍ A KOSMETICE
Kundrát, Vojtěch ; Vilčáková, Jarmila (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá polymerem polyhydroxybutyrátem a dalšími biopolymery jakožto základním stavebním kamenem pro výstavbu mikro a nanoskopických struktur a materiálů použitelných v potravinářství a kosmetice. V rámci práce byla vypracována literární rešerše seznamující čtenáře se základy tohoto aplikačního pole. Experimentální část práce je sestavena ze tří bloků výsledků získaných během doktorského studia. V prvním, hlavním bloku jsou uvedeny komentované publikované výsledky a patentové výstupy, které zahrnují dva publikované recenzované články zabývající se elektrostatickým a mokrým zvlákněním PHB a vlastnostmi připravených materiálů. Patentové výstupy jsou tvořeny několika přijatými a podanými patenty, které shrnují několikaletou práci jednak na metodách zvláknění PHB, ale taktéž na obecných přístupech umožňující zpracovávat PHB v podobě roztoku do podob umožňujících mnohé aplikace v potravinářství a kosmetice. Druhá část je tvořena jedním z praktických výstupů, jímž je patentovaná kompozice ochranného krému proti UV záření založena na připravených nanoskopických a mikroskopických morfologiích PHB. Ve třetím bloku jsou shrnuty další výsledky zaměřené na elektrostatické zvláknění PHB a dalších biopolymerů. V závěru práce je uveden stručný popis projektů souvisejících s tématem disertační práce. Jde o praktické rozvojové práce ve střední Tanzánii a západní Africe, které ale čerpají z vědomostí a kontaktů nabytých během studia na FCH VUT Brno.
|
|
|
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.
|
|
|
Příprava a charakterizace kopolymerů na bázi poly-3-hydroxybutyrátu
Kolomazník, Vít ; Kupka, Vojtěch (oponent) ; Porubský, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou kopolymerů na bázi poly-3-hydroxybutyrátu (PHB). Snahou je dosáhnout materiálu, kde by byl obsah polymeru PHB co nejvyšší, zároveň ale obsah krystalické fáze co nejmenší. Nízkomolekulární PHB s koncovými hydroxylovými skupinami, použitý při syntéze kopolymerů, byl připraven alkoholýzou PHB polymeru 1,4-butandiolem. Jako druhý reagující polymer v této práci byl vybrán polyetylenglykol (PEG) v různých molárních hmotnostech a poměrech. Další polymer pro kopolymeraci s PHB byl zvolen poly(butylen adipát-co-tereftalát) (PBAT) a jako netoxické spojovací činidlo byl použit hexametylendiisokyanát (HDI). Z těchto látek byly v roztoku připraveny blokové kopolymery, které jsou tvořeny z měkkých a tvrdých segmentů. Tvrdé segmenty zde představuje PHB a jeho krystalická struktura, měkké segmenty tvoří řetězce PEG, případně PBAT. U připravených kopolymerů byl zkoumán vliv přítomnosti měkkých segmentů různé délky a poměru na celkové vlastnosti. Získané materiály byly charakterizovány pomocí termogravimetrické analýzy (TGA), diferenční kompenzační kolorimetrie (DSC) a infračervené spektroskopie (FTIR). Molekulová hmotnost byla zjištěná pomocí gelové permeační chromatografie (GPC).
|
host ::
RSS.