|
|
Termická analýza paliv
Šrámek, Zbyněk ; Hrnčířová, Michaela (oponent) ; Moskalík, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce má za úkol seznámit čtenáře s problematikou termické analýzy jako samostatné vědní disciplíny. První část je velice informativní a uvádí čtenáře do probírané tématiky. Ve druhé části jsou probírány stěžejní metody, které jsou s termickou analýzou neodmyslitelně spjaty. Poslední část práce je zaměřena na provedení a vyhodnocení termogravimetrické analýzy vzorku biomasy.
|
|
|
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.
|
|
|
Water-cation bridges in soil organic matter
Starostová, Anna ; Komendová, Renata (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Degradation of soil in process of salinization, increasing temperature and following decreasing precipitation in recent years lead to expand of arid and semi-arid areas (now covering one-third of Earth’s land). Furthermore, being a global environmental problems could grow into a serious crisis worldwide if they were not solved properly. In this diploma thesis we connected all these issues and focused on contributing to the better understanding the role of sodium cations on water binding in soil organic matter under arid and semi-arid conditions. Our aim was to investigate the processes of formation and stability of water molecule bridges and cation-water molecule bridges in soil organic matter, strength of water binding and amount of bound water using differential scanning calorimetry. The saturation in sodium cation was studied in two concentration regions in order to simulate natural conditions in soils by lower Na-saturation (less than 100% saturation of binding sites) and over-saturated samples (more than 100% Na-saturation of binding sites) representing salty soils. Results confirmed the importance of ability of soil to gain water from air moisture, in fact, water content in soil increased with increasing relative humidity. It was observed that at higher water content in soil is water less strongly bound, which caused that water was easier to be released from soil. That seems to keep balance between soil and air humidity and therefore also optimal humidity in soil. Presence of sodium cations in samples had a negligible effect on amount of water in samples saturated up to 100% but facilitated better water binding in over-saturated samples. In over-saturated samples was also observed a stronger water binding even at higher water contents. Water molecule bridges were more stable in samples containing Na+. In fact, highest stability was observed in 10% saturated samples and increasing Na+ concentration caused a decrease in stability of molecule bridges. To sum up, formation of cation-water bridges showed to stabilize soil rigidity and have an impact on the strength and amount of water bound in soil which are crucial aspects of soil quality. Further research is needed in this field to bring more results that can help to optimize soil management in arid areas and also other areas with soil degradation.
|
|
|
Studium vlivu recyklace polyethylentereftalátu na kvalitu výsledného recyklátu
Mach, Jakub ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Problematika plastů a jejich recyklace je v dnešní době velmi diskutovaným tématem. Produkce syntetických polymerů každoročně stoupá, a to exponenciálně. Pro udržitelný rozvoj je tedy nezbytné vyvíjet efektivní recyklační metody, kterými by obrovské objemy odpadů, které z plastů vznikají, byly zpracovány a využity jako surovina. Tato práce si klade za cíl studium vlivu způsobu výroby, různých procesů recyklace a míry degradace na kvalitativní výsledky analýzy polyethylentereftalátu pomocí diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC). V rámci experimentální části této práce byla provedena analýza 62 druhů regranulovaného recyklátu PET. Vzorky se navzájem lišily výrobcem (výrobci používají různé technologie výroby), mechanickými, fyzikálně chemickými vlastnostmi nebo přidanými aditivy. Výsledky práce potvrzují, že tyto vlastnosti recyklovaného PET skutečně ovlivňují termické efekty sledované pomocí DSC. Na základě jednoduché DSC analýzy je možné sledovat základní kvalitativní vlastnosti PET, kterými jsou zejména krystalinita, teplota a entalpie tání, teplota a entalpie krystalizace a teplota skelného přechodu, přičemž výsledky této práce ukázaly, že vztahy mezi těmito vlastnostmi umožňují spolehlivě posoudit kvalitu recyklovaného materiálu, a tím určit možnosti jeho dalších využití.
|
|
|
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.
|
|
|
Testing of commercial rubber sealing components exposed to different ambient conditions
Jančaříková, Marie ; Poláček, Petr (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
Diploma thesis studies the effect of temperature (75 and 105 °C) and the effect of 3 kinds of liquids (silicone and hydraulic oil and coolant) at room temperature and at 105 °C on change of the structure of 3 species butadiene-acrylonitrile (NBR) seals (o-ring and two types of bolts). The seals are inspected by the thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry and infrared spectroscopy, the influence of 105 °C on the o-rings is also evaluated in terms of changes in tensile properties. The greatest changes in the composition and structure are observed on o-rings particularly due to temperature of 105 °C, there was a significant reduction in dilatability and an increase in stiffness and glass transition temperature. The root cause is the surface and centre additive decomposition and oxidation. The bolts have suffered from decomposition of the protective surface layer and the additives in the centre, structural change was minor. Exposure to 75 °C has resulted in a gradual loss of low molecular weight substances. Liquids at room temperature didn‘t affect the structure of the seals, at 105 °C it caused a loss of weight due to decomposition of the protective surface layer and release of additives and the products of their decomposition. Results showed that the common use of the NBR seals at 105 °C is unsuitable, at 75 °C it leads to gradual changes, loss in mechanical and sealing properties.
|
|
|
Strukturní a morfologická charakterizace polyamidových spon
Kubíčková, Eva ; Poláček, Petr (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
Práce se zabývá strukturní a morfologickou charakterizací polyamidových spon, které slouží k upínání textilních řemínků, které byly vyrobené v pěti různých letech a z nichž některé spony vyrobené v roce 2000 a 2004 byly porušené. Cílem je určit, z jakého typu polyamidu jsou spony vyrobené a zjistit/navrhnout možnou příčinu praskání při používání. Spony byly charakterizované z hlediska struktury a složení pomocí infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací v módu úplného zeslabeného odrazu, diferenční kompenzační kalorimetrií, termogravimetrií a rentgenovou difrakční analýzou. Spony byly vyrobené z polyamidu 12. Porušené spony vykázaly vyšší teplotu tání, nižší teplotní stabilitu a vedle modifikace obsahovaly také modifikaci , která je křehčí a pravděpodobně iniciuje praskání.
|
|
|
Modifikace polyhydroxybutyrátu roubováním funkčních skupin
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá charakterizací vlivu chemické úpravy na termické a mechanické vlastností poly(3-hydroxybutyrátu). Pro studium byly vybrány dvě metody, a to chlorace a fluorace PHB. Cílem teoretické části práce bylo vytvořit ucelenou literární rešerši obsahující základní informace o polyhydroxybutyrátu a nejnovější poznatky o možnostech chemických úprav tohoto polymeru. Obsahem experimentální části je samotná chemická úprava materiálu, dále příprava vzorků k měření a provedení vybraných analýz. Chemicky roubované polymery byly podrobeny termogravimetrické analýze za účelem stanovení jejich termické stability. Pomocí diferenční kompenzační kalorimetrie byly sledovány entalpické změny v materiálu. Také byla sledována neizotermní krystalizace vzorků za účelem zhodnocení vlivu naroubovaného atomu halogenu na nukleační aktivitu polymeru. Vybrané vzorky byly podrobeny také dynamickomechanické analýze a tahové zkoušce.
|
|
|
Processing and Martensitic Transformations of NiTi-based Alloys
Kuběnová, Monika ; Kroupa, Aleš (oponent) ; Zemčík, Ladislav (oponent) ; Dlouhý, Antonín (vedoucí práce)
The thesis aims at: (i) an assessment of alloy contamination which may result from vacuum induction melting of Ni-rich NiTi-based shape memory alloys in conventional porous Y2O3 crucibles. (ii) an optimization of NiTi melting conditions with respect to the alloy purity and cost efficiency. (iii) an obtaining new differential scanning calorimetry (DSC) and 3D atom probe (AP) data on martensitic transformations and related hydrogen distributions in the Ni-rich NiTi shape memory alloys subjected to heat treatments under controlled environments with systematic variation of the hydrogen partial pressure. The following experiments were carried out: – Five different melting routes were designed and carried out in order to decrease melting temperature. – Five re-melting experiments were performed at 1500 °C with holding time 2, 10 and 20 min, and at 1550 °C and 1450 °C with 20 min holding time to examine the effect of temperature and holding time on oxygen content. – Ni-rich NiTi alloys were heat treated in Regime I (annealing) and in Regime II (annealing and aging) in either hydrogen or hydrogen-helium mixture (H2 partial pressure 20, 100, 500 and 700 mbar). Reference experiment were also performed in a pure helium atmosphere. It was found that designed melting routes lead to the lowering of maximum temperature during the induction melting cycles from 1800 to 1400 °C. Despite this significant maximum temperature drop, oxygen content of the final solidified alloy does not markedly reduce. During re-melting at 1500 °C with 2 min of holding time, the content of oxygen becomes triple the initial oxygen level and does not too differ from the re-melting experiments carried out at the same melting temperature but with 10 min of holding time. Furthermore, the oxygen content increases about fourfold with respect to the initial oxygen level during re-melting for 20 min at 1450 °C. This contamination level does not vary markedly with further rise of the melting temperature by 100 °C. Heat treatments in the controlled gaseous environments revealed that the one-step B2-B19’ martensitic transformation ceases with the increasing partial pressure of hydrogen. A pronounced drop in the DSC peak heights occurs at the hydrogen partial pressure exceeding 100 mbar. 3D AP measurements showed that there are no local variations in the Ni and Ti compositions in the sample after the Regime I heat treatment in hydrogen. Hydrogen was found to form stable interstitial solid solution in B2 NiTi. The distribution of hydrogen atoms is inhomogeneous; they organize into nano-domains with the hydrogen content exceeding locally a level of 10 at%.
|
|
|
Hydratace biouhlu připraveného mikrovlnnou pyrolýzou vodárenského kalu
Miklasová, Marta ; Komendová, Renata (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Mikrovlnná pyrolýza představuje možné řešení problému likvidace vodárenských kalů. Jedním z výsledných produktů pyrolýzy je biouhel, amorfní porézní uhlíkatý materiál, který stále více nalézá uplatnění v zemědělství jako půdní kondicionér. Biouhel obvykle vykazuje hydrofobní charakter, nicméně jeho použití často vede ke zvýšení zádrže vody v půdách. Důvody tohoto zlepšení proto nelze vysvětlit pouze vysokou porozitou biouhlu. Tato práce se snaží přispět k pochopení interakce vody a biouhlu za různých environmentálně relevantních podmínek, tj. přímého přídavku vody do biouhlu a adsorpce vody při různých relativních vlhkostech vzduchu. Častými metodami, které se používají k pochopení vztahu mezi organickými materiály a vodou, jsou metody termické analýzy. Mezi ty patří i technika DSC, která byla v této práci využita. První experiment zahrnoval měření entalpie tání mrznoucí vody v pórech biouhlu, jehož výsledky poukazovaly na strukturu ledu odrážející povahu pórů v biouhlu. Dále se experiment zaměřil na stanovení množství tzv. nemrznoucí vody, která odráží především mikroporozitu systému. Nemrznoucí voda byla zjištěna extrapolací na nulovou měrnou entalpii tání a její množství činilo 0,13–0,15 mg na mg sušiny. Druhý experiment se zaměřil na výparnou entalpii vody z biouhlu, která poukazuje na to, jak silně je celková voda vázaná. Také nepřímo vede k pochopení, jakým způsobem a jak snadno se voda z biouhlu uvolňuje a naopak přijímá. Srovnáním výsledků pro vázanou a čistou vodu lze dedukovat, že vazba vody v biouhlu je asi o 10–20 % slabší. To vede k závěru, že výměna vody mezi biouhlem a půdou je poměrně rychlá i přes relativní hydrofobicitu biouhlu.
|
host ::
RSS.