|
|
Modification of polymer blends based on polyhydroxybutyrate and their properties
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Teoretická část této diplomové práce popisuje vlastnosti a možnosti modifikace poly(3-hydroxybutyrátu) (PHB) a amorfní poly(mléčné kyseliny) (PLA) a jejich směsí. V experimentální části je studována reaktivita Joncrylu, Raschigu a fosfitových činidel trifenylfosfitu, tris(nonylfenyl) fosfitu a difenylisodecylfosfitu s čistým PLA a PHB. Raschig, oligomerní aditivum na bázi polykarbodiimidu, prokázal v množství 2hm. % zvýšení viskozity taveniny obou polymerů, a proto byl použit k přípravě směsí o pěti hmotnostních poměrech PHB/(PHB+PLA). Vzorky s Raschigem a odpovídajícími nereaktivními vzorky byly studovány pomocí reologie, gelové permeační chromatografie a modulované diferenční kompenzační kalorimetrie. Výsledky naznačily reakce Raschigu v PHB/PLA směsích vedoucí k rozvětveným strukturám. Rychlost reakce však není nedostatečná ke kompenzaci poklesu viskozity v důsledku degradace při zpracování. Následně zůstává nezreagované množství Raschigu v matrici. Na základě těchto zjištění se dospělo k závěru, že Raschig se chová spíše jako relativně účinný stabilizátor reologických vlastností, než jako činidlo pro záměrnou modifikaci struktury směsí PHB/PLA. Za účelem studia mechanických vlastností těchto směsí byly ve dvoušnekovém extrudéru připraveny vzorky plastifikovány acetyltributylcitrátem.
|
|
|
Functionalization of Polyethylene by Grafting
Hofmann, Jan ; Figalla, Silvestr (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
The bachelor thesis deals with functionalization of polyethylene by grafting. The theoretical part summarizes informations about types of copolymers, free radical grafting techniques and the factors, that affect properties of modified polymers as well as their biodegradability. The experimental part deals with modification of polyethylene in kneader under various conditions. The blends are composed of polyethylene, polylactic acid and another aditives (initiator, stabilizers). The torque and the temperature were monitored during the kneading. Some mechanical properties of new materials were tested on Zwick Z010 apparatus. Rheological properties of samples were investigated with melt flow indexes.
|
|
|
Functionalization of Poly(Lactic Acid)
Petruš, Josef ; Pospíšil, Ladislav (referee) ; Alexy,, Pavol (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
Teoretická část předložené dizertační práce popisuje princip radikálového roubování a faktory ovlivňující reakční průběh. Radikálové roubování poly(mléčné kyseliny) (PLA) reaktivní modifikací je vhodnou technikou přípravy biodegradabilních polymerních materiálů s rozličnými vlastnostmi. Současný stav problematiky modifikace poly(mléčné kyseliny) radikálovým roubováním v tavenině je obsahem literární rešerše včetně možných aplikací. Experimentální část se zabývá modifikací PLA anhydridem kyseliny itakonové (IAH) radikálovým roubováním v tavenině. Reakce byla iniciována 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexanem (L101). V první části je průběh radikálového roubování pozorován “in situ” pomocí diferenciální kompenzační kalorimetrie (DSC) a termogravimetrické analýzy (TGA). Exotermní pík na DSC záznamu odpovídá průběhu radikálové reakce, na jehož základě lze definovat aktivační energii reakce. Průběh TGA křivky “in situ” radikálové reakce umožňil detekovat vedlejší produkty vznikající v průběhu radikálové modifikace. Ve druhé části byla PLA funkcionalizována reakcí v diskontinuálním laboratorním mixéru za reakčních podmínek navržených dle poločasu rozpadu zvoleného iniciátoru a zpracovatelských podmínek PLA. Reakční teplota 190 °C byla stanovena výpočtem z Arrheniovy rovnice pro reakční čas 6 min. Uvedené reakční parametry byly zvoleny s ohledem na kinetiku rozkladu L101 a potlačení degradace PLA. Infračervená spektroskopie (FTIR) potvrdila navázání IAH na PLA řetězec na základě výskytu –CH2 vibrací s absorpčními pásy při vlnočtu 2860 a 2920 cm-1. Vzrůstající intensita absorpčního pásu 1750 cm-1 potvrdila přítomnost minoritních C=O vibrací anhydridového kruhu překrytých dominantními C=O vibracemi PLA řetězce. Nukleární magnetická rezonance (1H-NMR) nepotvrdila roubování oligomerního IAH na PLA. Koncentrace reaktantů ve zvoleném rozsahu (0.5–10 hm % IAH, 0.1–2 hm % L101) byla použita pro posouzení jejího vlivu na obsah naroubovaného IAH a míru vedlejších reakcí, např. -štěpení, větvení a síťování. Při vysoké koncentraci IAH a L101 byla potvrzena homopolymerace IAH i přes její zanedbávání v tématicky podobných studiích. Tvrzení o IAH homopolymeraci bylo podpořena výsledky kolorimetrické analýzy, charakterizací vzorků připravených polymerací IAH za podmínek radikálového roubování a termickou stabilitou frakcí extrahovaných z PLA-g-IAH. Radikálovou modifikací PLA došlo ke zvýšení flexibility polymerních řetězců díky objemné struktuře IAH navázané na PLA řetězci, což se projevilo poklesem teploty skelného přechodu (Tg). Zvýšený obsah amorfní fáze, hydrofilní chování, rozvětvená struktura a štěpení řetězců má pozitivní vliv na zvýšenou biodegradabilitu PLA-g-IAH v porovnání s nemodifikovanou PLA. Neradikálová degradace, probíhající v průběhu zpracování PLA, byla prokázána změnou tokových vlastností taveniny. Tento nežádoucí jev byl potlačen přídavkem tzv. “prodlužovače řetězců” obsahujícího reaktivní epoxy skupiny. Reakce mezi epoxy skupinami a karboxylovými skupinami byla potvrzena pomocí FTIR a změnou reologických vlastností PLA-g-IAH.
|
|
|
Functionalization of Polyethylene by Grafting
Hofmann, Jan ; Figalla, Silvestr (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
The bachelor thesis deals with functionalization of polyethylene by grafting. The theoretical part summarizes informations about types of copolymers, free radical grafting techniques and the factors, that affect properties of modified polymers as well as their biodegradability. The experimental part deals with modification of polyethylene in kneader under various conditions. The blends are composed of polyethylene, polylactic acid and another aditives (initiator, stabilizers). The torque and the temperature were monitored during the kneading. Some mechanical properties of new materials were tested on Zwick Z010 apparatus. Rheological properties of samples were investigated with melt flow indexes.
|
|
|
Modification of polymer blends based on polyhydroxybutyrate and their properties
Melčová, Veronika ; Tocháček, Jiří (referee) ; Přikryl, Radek (advisor)
Teoretická část této diplomové práce popisuje vlastnosti a možnosti modifikace poly(3-hydroxybutyrátu) (PHB) a amorfní poly(mléčné kyseliny) (PLA) a jejich směsí. V experimentální části je studována reaktivita Joncrylu, Raschigu a fosfitových činidel trifenylfosfitu, tris(nonylfenyl) fosfitu a difenylisodecylfosfitu s čistým PLA a PHB. Raschig, oligomerní aditivum na bázi polykarbodiimidu, prokázal v množství 2hm. % zvýšení viskozity taveniny obou polymerů, a proto byl použit k přípravě směsí o pěti hmotnostních poměrech PHB/(PHB+PLA). Vzorky s Raschigem a odpovídajícími nereaktivními vzorky byly studovány pomocí reologie, gelové permeační chromatografie a modulované diferenční kompenzační kalorimetrie. Výsledky naznačily reakce Raschigu v PHB/PLA směsích vedoucí k rozvětveným strukturám. Rychlost reakce však není nedostatečná ke kompenzaci poklesu viskozity v důsledku degradace při zpracování. Následně zůstává nezreagované množství Raschigu v matrici. Na základě těchto zjištění se dospělo k závěru, že Raschig se chová spíše jako relativně účinný stabilizátor reologických vlastností, než jako činidlo pro záměrnou modifikaci struktury směsí PHB/PLA. Za účelem studia mechanických vlastností těchto směsí byly ve dvoušnekovém extrudéru připraveny vzorky plastifikovány acetyltributylcitrátem.
|
|
|
Functionalization of Poly(Lactic Acid)
Petruš, Josef ; Pospíšil, Ladislav (referee) ; Alexy,, Pavol (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
Teoretická část předložené dizertační práce popisuje princip radikálového roubování a faktory ovlivňující reakční průběh. Radikálové roubování poly(mléčné kyseliny) (PLA) reaktivní modifikací je vhodnou technikou přípravy biodegradabilních polymerních materiálů s rozličnými vlastnostmi. Současný stav problematiky modifikace poly(mléčné kyseliny) radikálovým roubováním v tavenině je obsahem literární rešerše včetně možných aplikací. Experimentální část se zabývá modifikací PLA anhydridem kyseliny itakonové (IAH) radikálovým roubováním v tavenině. Reakce byla iniciována 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexanem (L101). V první části je průběh radikálového roubování pozorován “in situ” pomocí diferenciální kompenzační kalorimetrie (DSC) a termogravimetrické analýzy (TGA). Exotermní pík na DSC záznamu odpovídá průběhu radikálové reakce, na jehož základě lze definovat aktivační energii reakce. Průběh TGA křivky “in situ” radikálové reakce umožňil detekovat vedlejší produkty vznikající v průběhu radikálové modifikace. Ve druhé části byla PLA funkcionalizována reakcí v diskontinuálním laboratorním mixéru za reakčních podmínek navržených dle poločasu rozpadu zvoleného iniciátoru a zpracovatelských podmínek PLA. Reakční teplota 190 °C byla stanovena výpočtem z Arrheniovy rovnice pro reakční čas 6 min. Uvedené reakční parametry byly zvoleny s ohledem na kinetiku rozkladu L101 a potlačení degradace PLA. Infračervená spektroskopie (FTIR) potvrdila navázání IAH na PLA řetězec na základě výskytu –CH2 vibrací s absorpčními pásy při vlnočtu 2860 a 2920 cm-1. Vzrůstající intensita absorpčního pásu 1750 cm-1 potvrdila přítomnost minoritních C=O vibrací anhydridového kruhu překrytých dominantními C=O vibracemi PLA řetězce. Nukleární magnetická rezonance (1H-NMR) nepotvrdila roubování oligomerního IAH na PLA. Koncentrace reaktantů ve zvoleném rozsahu (0.5–10 hm % IAH, 0.1–2 hm % L101) byla použita pro posouzení jejího vlivu na obsah naroubovaného IAH a míru vedlejších reakcí, např. -štěpení, větvení a síťování. Při vysoké koncentraci IAH a L101 byla potvrzena homopolymerace IAH i přes její zanedbávání v tématicky podobných studiích. Tvrzení o IAH homopolymeraci bylo podpořena výsledky kolorimetrické analýzy, charakterizací vzorků připravených polymerací IAH za podmínek radikálového roubování a termickou stabilitou frakcí extrahovaných z PLA-g-IAH. Radikálovou modifikací PLA došlo ke zvýšení flexibility polymerních řetězců díky objemné struktuře IAH navázané na PLA řetězci, což se projevilo poklesem teploty skelného přechodu (Tg). Zvýšený obsah amorfní fáze, hydrofilní chování, rozvětvená struktura a štěpení řetězců má pozitivní vliv na zvýšenou biodegradabilitu PLA-g-IAH v porovnání s nemodifikovanou PLA. Neradikálová degradace, probíhající v průběhu zpracování PLA, byla prokázána změnou tokových vlastností taveniny. Tento nežádoucí jev byl potlačen přídavkem tzv. “prodlužovače řetězců” obsahujícího reaktivní epoxy skupiny. Reakce mezi epoxy skupinami a karboxylovými skupinami byla potvrzena pomocí FTIR a změnou reologických vlastností PLA-g-IAH.
|
guest ::
