|
|
Modification of polymer blends based on polyhydroxybutyrate and their properties
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Theoretical part of this work describes properties and modification possibilities of poly(3-hydroxy butyrate) (PHB) and amorphous poly(lactic acid) (PLA) and their blends. In experimental part, reactivity of Joncryl, Raschig, and phosphite reagents triphenyl phosphite, tris(nonylphenyl) phosphite, and diphenyl isodecyl phosphite with neat PLA and PHB are studied. Raschig, an oligomeric polycarbodiimide based additive, was proven to enhance melt viscosity of both polymers in amount 2%wt., therefore was used for preparation of blends in five PHB/(PHB+PLA) ratios. Samples with Raschig and corresponding non-reactive samples were studied using rheology, gel permeation chromatography and modulated differential scanning calorimetry. Results showed possible reaction of Raschig and PHB/PLA blends leading to branched structures. However, the rate of reaction is not sufficient to completely compensate decrease in viscosity due to processing degradation. Thus, non-reacted amount of Raschig remains in matrix. On the basis of these findings, it is concluded that Raschig behaves rather as a relatively effective stabilizer of rheological properties than as a reagent for the intentional modification of PHB/PLA blends’ structure. In order to study mechanical properties of these blends, samples plasticized with acetyltributylcitrate were prepared using twin screw extruder.
|
|
|
Properties of fibers based on polyhydroxybutyrate
Štulrajterová, Lujza ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
This work deals with the melt spinning process of biopolymer fibers. Recent knowledge of poly(3-hydroxy butyrate) (PHB) and poly(lactic acid) (PLA) fiber spinning processes have been covered in the theoretical part. PHB based polymer blends of various composition were prepared to study the effect of PLA, different plasticizers and their content on the fiber properties. Three commercial plasticizers (ATBC, PEG, A6) and two experimentally synthesized were used. Spinning was carried out on three devices. Spinning on the conventional spinning lines with take-up speed exceeding 150 m/min was not accomplished. Lowe take-up speed was necessary due to insufficient melt strength. Fibers with drawing ratio of 6.4 were prepared and analyzed by GPC, MDSC and mechanical testing. According to the glass transition temperature results, ATBC and PEG have better plasticizing effect over the studied PLA/PHB blends than A6. Fibers containing A6 have the highest tensile strength and modulus of elasticity of 250 MPa and 2.7 GPa, respectively. At last, the effect of aging, thermal and hydrothermal treatment on mechanical properties of fibers was studied.
|
|
|
Studium výroby a využití mesolaktidu
Gažo, Peter ; Porubský, Tomáš (oponent) ; Petrůj, Jaroslav (vedoucí práce)
Bakalárska práca sa zaoberá výrobou meso-laktidu z kyseliny D,L-mliečnej. V teoretickej časti bola spracovaná literárna rešerš so zameraním na metódy výroby meso-laktidu, jeho spracovanie a využitie. V praktickej časti boli skúmané podmienky smerujúce k najvhodnejšej výrobe meso-laktidu.
|
|
|
Funkcionalizace polyethylenu roubováním
Hofmann, Jan ; Figalla, Silvestr (oponent) ; Petrůj, Jaroslav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá funkcionalizací polyethylenu roubováním. Teoretická část shrnuje poznatky o různých typech kopolymerů, radikálovém roubování a faktorech, které ovlivňují vlastnosti modifikovaných polymerů a jejich biodegradabilitu. Experimentální část se zabývá modifikací polyethylenu v hnětiči za různých procesních podmínek. Hnětené směsi se skládají z polyethylenu, kyseliny polymléčné a dalších aditiv (iniciátor, stabilizátory). V průběhu hnětení jsou snímány točivý moment a teplota. Některé mechanické vlastnosti vzniklých materiálů jsou testovány na přístroji Zwick Z010. Reologické vlastnosti vzorků byly vyšetřovány pomocí indexu toku taveniny.
|
|
|
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.
|
|
|
Compatibilization of polymeric blends of poly(lactic acid) PLA
Boldovjaková, Tatiana ; Kučera, František (oponent) ; Petruš, Josef (vedoucí práce)
The bachelor thesis deals with reactive compatibilization of polymer blend of poly(lactic acid) and polyamide 6 of weight ratios 20/80. The method of reactive compatibilization of poly(lactic acid) and polyamide 6 in laboratory kneader at 230 °C and 60 rpm was chosen based on knowledge introduced in the literature review. These blends were reactively compatibilized by poly(lactic acid) grafted with itaconic anhydride, multifunctional epoxide Joncryl, poly(itaconic anhydride) and organic peroxide 2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy)hexane (Luperox 101) at different concentrations for 4 minutes. The effects of reactive compatibilizers and its concentration on morphological, thermal and rheological properties of blends were investigated. Reactive compatibilizer Joncryl improved interfacial adhesion, reduced particle size of dispersed phase, improved thermal stability of blends when compared to uncompatibilized blend. The results show that Joncryl is an effective reactive compatibilizer for blend of poly(lactic acid) and polyamide 6. Poly(lactic acid) grafted with itaconic anhydride did not show desired effect due to the low concentration of anhydride groups. After the addition of poly(itaconic anhydride) and Luperox 101 into the poly(lactic acid)/polyamide 6 blends, side reactions occurred, which was proved by rheological and morphological properties of these blends.
|
|
|
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.
|
|
|
Functionalization of Poly(Lactic Acid)
Petruš, Josef ; Pospíšil, Ladislav (oponent) ; Alexy,, Pavol (oponent) ; Petrůj, Jaroslav (vedoucí práce)
The theoretical part of proposed thesis describes principle of radical grafting as well as the most important controlling factors affecting reaction course. Radical grafting of poly(lactic acid) (PLA) via reactive modification is the most promising technique for the preparation of biodegradable polymeric materials with various properties. Actual knowledge of PLA modification via radical grafting in melt is mentioned in the literature review as well as its potential applications. Experimental part deals with functionalization of PLA with itaconic anhydride (IAH) via radical grafting in the melt. Grafting reaction was initiated by 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane (L101). In the first part, radical grafting is investigated “in situ” using differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Exothermic peak on DSC thermogram reflects grafting reaction which allows calculation of activation energy of reaction. With regard to “in situ” TGA thermogram, formation of byproducts during radical modification was observed. In the second part, functionalization of PLA was achieved in discontinuous internal mixer under defined reaction conditions which were tailored to half-life time of chosen initiator and PLA processing parameters. Reaction temperature 190 °C was calculated according to Arrhenius equation and reaction time 6 min. These conditions were considered to be convenient with respect to decomposition kinetics of L101 and suppression of PLA degradation. IAH was succesfully grafted onto PLA backbone which was proved by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) due to presence of –CH2 vibrations at 2860 and 2920 cm-1. Increase of integral intensity of the absorption band centered at 1750 cm-1 proved appearance of anhydride C=O vibrations overlapped by C=O vibrations of PLA backbone. Nuclear magnetic resonance (1H-NMR) did not detect oligomeric IAH grafted onto PLA. Different concentration of reactants (0.5–10 wt % of IAH, 0.1–2 wt % of L101) was applied in order to evaluate its influence on grafting yield and the extent of side reactions such as -scission, branching and crosslinking. At high concentration of both IAH and L101, IAH homopolymerization occurs although it is neglected in the most of research works. This argument is supported by colorimetric analysis, characterization of samples prepared by polymerization of IAH under grafting conditions and thermal stability of fractions extracted from PLA-g-IAH. Radical modification of PLA improves chain flexibility due to bulky IAH which was detected as a decrease of glass transition temperature (Tg). Increased content of amorphous phase, improved hydrophilicity, branched structure and chain scission enhanced biodegradability of PLA-g-IAH compared to neat PLA. Non-radical degradation during processing was proved by change of melt behaviour. This undesired effect was suppressed by addition of chain extender with reactive epoxy groups. Reaction between epoxy groups of chain extender and carboxyl groups of PLA was proved by structure analysis and change of rheological behavior of PLA-g-IAH.
|
|
|
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.
|
|
|
Compatibilization of polymeric blends of poly(lactic acid) PLA
Boldovjaková, Tatiana ; Kučera, František (oponent) ; Petruš, Josef (vedoucí práce)
The bachelor thesis deals with reactive compatibilization of polymer blend of poly(lactic acid) and polyamide 6 of weight ratios 20/80. The method of reactive compatibilization of poly(lactic acid) and polyamide 6 in laboratory kneader at 230 °C and 60 rpm was chosen based on knowledge introduced in the literature review. These blends were reactively compatibilized by poly(lactic acid) grafted with itaconic anhydride, multifunctional epoxide Joncryl, poly(itaconic anhydride) and organic peroxide 2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy)hexane (Luperox 101) at different concentrations for 4 minutes. The effects of reactive compatibilizers and its concentration on morphological, thermal and rheological properties of blends were investigated. Reactive compatibilizer Joncryl improved interfacial adhesion, reduced particle size of dispersed phase, improved thermal stability of blends when compared to uncompatibilized blend. The results show that Joncryl is an effective reactive compatibilizer for blend of poly(lactic acid) and polyamide 6. Poly(lactic acid) grafted with itaconic anhydride did not show desired effect due to the low concentration of anhydride groups. After the addition of poly(itaconic anhydride) and Luperox 101 into the poly(lactic acid)/polyamide 6 blends, side reactions occurred, which was proved by rheological and morphological properties of these blends.
|
host ::
RSS.