|
|
Influence of catalysts on polyurethane formation
Chadima, David ; Petrůj, Jaroslav (referee) ; Kučera, František (advisor)
The bachelor thesis deals with the influence of catalysts on polyurethane formation. The theoretical part includes basic knowledge of polyurethane chemistry complemented by a literature review contains information about catalysis and reaction mechanism of polyurethane formation. In experimental part were studied effects of catalysts N,N,N',N' tetramethylethylenediamine, Stannous octoate, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane and Dibutyltin dilaurate at the rate of synthesis of the polyurethane resin. The measurement was based on measuring the time for which the reaction mixture reaches the maximum temperature. Effective concentrations of catalysts use were calculated. By additional measurement was performed simplified calculation of the activation energy for the demonstration of the effect of temperature on the observed reaction.
|
|
|
Bio-based composites made from lactic acid resins
Smiřický, Jan ; Černý, Miroslav (referee) ; Figalla, Silvestr (advisor)
This bachelor thesis is about the synthesis of polyurethane glue, which is capable of gluing together sawdust, and about the testing of the mechanical characteristics of the glue and sawdust compostion. This glue is biodegradable and is created from renewable resources, this is why it could be an appropriate replacement for phenol formaldehyde, melamine, and urea formaldehyde resins. Another indisputable advantage is the absence of arenes in the macromolecule structure, which can be carcinogenic. In this synthesis, the compounds polylactic acid and hexamethylene diisocyanate were chosen, the former as the polyol and the latter as the isocyanate. In the theoretical section of the thesis, the used compounds are described in terms of their characteristics, their creation and the tests of the composites as well. In the experimental section, the conducted experiments are described.
|
|
|
Controlled Production and Degradation of Selected Biomaterials
Obruča, Stanislav ; Demnerová, Kateřina (referee) ; Vávrová, Milada (referee) ; Němec, Miroslav (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
Předložená disertační práce se zabývá studiem produkce a degradace polymerních materiálů s využitím mikroorganismů. Hlavní pozornost je upřena ke studiu produkce polyesterů bakteriálního původu - polyhydroxyalkanoátů. Tyto materiály jsou akumulovány celou řadou bakterií jako zásobní zdroj uhlíku, energie a redukční síly. Díky svým mechanickým vlastnostem, kterými silně připomínají tradiční syntetické polymery jako jsou polyetylén nebo polypropylén, a také díky své snadné odbouratelnosti v přírodním prostředí, jsou polyhydroxyalkanoáty považovány za ekologickou alternativu k tradičním plastům vyráběným z ropy. Polyhydroxyalkanoáty mají potenciál najít řadu aplikací v průmyslu, zemědělství ale také v medicíně. Významná část předložené práce je zaměřena na produkci polyhydroxyalkanoátů z odpadních substrátů pocházejících především z potravinářských výrob. Testována byla odpadní syrovátka nebo odpadní oleje z různých zdrojů. Právě využití levných odpadních substrátů je strategií, která by mohla přispět ke snížení ceny polyhydroxyalkanoátů a tím usnadnit jejich masové rozšíření. Podle výsledků dosažených v této práci jsou právě odpadní olejové substráty velice perspektivní cestou k ekonomicky rentabilní biotechnologické produkci polyhydroxyalkanoátů. Další část předložené práce se zabývá studiu spojení metabolické role polyhydroxyalkanoátů a stresové odpovědi bakterií. V této práci bylo zjištěno, že expozice bakteriální kultury řízené dávce etanolu nebo peroxidu vodíku významně navýší dosažené výtěžky a to o přibližně 30 %. Po aplikaci výše zmíněných stresových faktorů došlo k aktivaci metabolických drah vedoucí k odbourání stresového faktoru z média. Výsledkem bylo navýšení poměru NAD(P)H/NAD(P)+, což vedlo k částečné inhibici Krebsova cyklu a naopak aktivaci biosyntetické dráhy polyhydroxyalkanoátů. Mimoto došlo k významnému navýšení molekulové hmotnosti výsledných materiálů. Podle těchto výsledků se regulovaná aplikace vhodně zvolených stresových podmínek zdá být zajímavou strategií, která vede nejen k navýšení celkových výtěžků, ale také významnému zlepšení vlastností polymeru. Poslední část disertační práce se zabývala studiem procesu biodegradace polyuretanových materiálů. Polyuretanové eleastomery byly modifikovány rozličnými biopolymery za účelem navýšení jejich biodegradability. Tyto materiály byly posléze vystaveny působení směsné termofilní kultury jako modelového systému, který simuluje přirozené konsorcium bakterií. Přítomnost testovaných materiálů v kultivačním médiu vedla k neobvyklým růstovým charakteristikám bakteriální kultury. V průběhu prvních několika dní byl růst kultury silně inhibován, nicméně po překonání této neobvykle dlouhé lag-fáze došlo k intenzivnímu nárůstu kultury. Hlavní podíl na hmotnostním úbytku testovaných materiálů během experimentů měl samovolný rozpad materiálů, nicméně byl pozorován i vliv bakteriální kultury, kdy míra biotické degradace závisela na použitém modifikačním činidle. Nejvyšší míra biotické degradace byla pozorována u polyuretanového materiálu modifikovaného acetylovanou celulózou. Lag-fáze byla způsobena uvolněním nezreagovaného katalyzátoru (dibutylcínlaurát) a polyolu do kultivačního média. Bakteriální kultura se však po čase dokázala na přítomnost toxických látek v médiu adaptovat nebo je dokázala eliminovat.
|
|
|
Biodegradability assessment of new types of lightweight polyurethanes
Tošovská, Kateřina ; Innemanová, Petra (advisor) ; Beneš, Hynek (referee)
The subject of the bachelor thesis is biological degradation (biodegradation) of new types of lightweight polyurethanes which were synthesized for an agriculture application. The theoretical part summarises the utilization and biodegradation principles of polyurethanes and it outlines standardised methods for quantification of biodegradability potential. The biodegradability potential of the new materials was tested respirometrically according to the standard D 5988 under laboratory conditions for 150 days. Cellulose (the positive control) was mineralised of 30,25±2,28 %. The best biodegradable material (PUR-B) was mineralised of 9,73±1,95 %. According to the procedure described in the standard D 5988 our results were undervalued. Consequently absorbed CO2 released from biodegradeble materials was stabilised by reaction with BaCl2. The reaciton is needed to interpret the results correctly. A screening method for a quick test of biodegradability was designed. It included biodegradation by bacterial inoculum in mineral medium. The availability of materials for microbial degradation was meassured as a time-dependent function of optical density. The non-biodegradable residual particles of plastics represent a potential risk for the environment. The issue of microplastics and their quantification was...
|
|
|
Biodegradability assessment of new types of lightweight polyurethanes
Tošovská, Kateřina ; Innemanová, Petra (advisor) ; Beneš, Hynek (referee)
The subject of the bachelor thesis is biological degradation (biodegradation) of new types of lightweight polyurethanes which were synthesized for an agriculture application. The theoretical part summarises the utilization and biodegradation principles of polyurethanes and it outlines standardised methods for quantification of biodegradability potential. The biodegradability potential of the new materials was tested respirometrically according to the standard D 5988 under laboratory conditions for 150 days. Cellulose (the positive control) was mineralised of 30,25±2,28 %. The best biodegradable material (PUR-B) was mineralised of 9,73±1,95 %. According to the procedure described in the standard D 5988 our results were undervalued. Consequently absorbed CO2 released from biodegradeble materials was stabilised by reaction with BaCl2. The reaciton is needed to interpret the results correctly. A screening method for a quick test of biodegradability was designed. It included biodegradation by bacterial inoculum in mineral medium. The availability of materials for microbial degradation was meassured as a time-dependent function of optical density. The non-biodegradable residual particles of plastics represent a potential risk for the environment. The issue of microplastics and their quantification was...
|
|
|
Bio-based composites made from lactic acid resins
Smiřický, Jan ; Černý, Miroslav (referee) ; Figalla, Silvestr (advisor)
This bachelor thesis is about the synthesis of polyurethane glue, which is capable of gluing together sawdust, and about the testing of the mechanical characteristics of the glue and sawdust compostion. This glue is biodegradable and is created from renewable resources, this is why it could be an appropriate replacement for phenol formaldehyde, melamine, and urea formaldehyde resins. Another indisputable advantage is the absence of arenes in the macromolecule structure, which can be carcinogenic. In this synthesis, the compounds polylactic acid and hexamethylene diisocyanate were chosen, the former as the polyol and the latter as the isocyanate. In the theoretical section of the thesis, the used compounds are described in terms of their characteristics, their creation and the tests of the composites as well. In the experimental section, the conducted experiments are described.
|
|
|
Controlled Production and Degradation of Selected Biomaterials
Obruča, Stanislav ; Demnerová, Kateřina (referee) ; Vávrová, Milada (referee) ; Němec, Miroslav (referee) ; Márová, Ivana (advisor)
Předložená disertační práce se zabývá studiem produkce a degradace polymerních materiálů s využitím mikroorganismů. Hlavní pozornost je upřena ke studiu produkce polyesterů bakteriálního původu - polyhydroxyalkanoátů. Tyto materiály jsou akumulovány celou řadou bakterií jako zásobní zdroj uhlíku, energie a redukční síly. Díky svým mechanickým vlastnostem, kterými silně připomínají tradiční syntetické polymery jako jsou polyetylén nebo polypropylén, a také díky své snadné odbouratelnosti v přírodním prostředí, jsou polyhydroxyalkanoáty považovány za ekologickou alternativu k tradičním plastům vyráběným z ropy. Polyhydroxyalkanoáty mají potenciál najít řadu aplikací v průmyslu, zemědělství ale také v medicíně. Významná část předložené práce je zaměřena na produkci polyhydroxyalkanoátů z odpadních substrátů pocházejících především z potravinářských výrob. Testována byla odpadní syrovátka nebo odpadní oleje z různých zdrojů. Právě využití levných odpadních substrátů je strategií, která by mohla přispět ke snížení ceny polyhydroxyalkanoátů a tím usnadnit jejich masové rozšíření. Podle výsledků dosažených v této práci jsou právě odpadní olejové substráty velice perspektivní cestou k ekonomicky rentabilní biotechnologické produkci polyhydroxyalkanoátů. Další část předložené práce se zabývá studiu spojení metabolické role polyhydroxyalkanoátů a stresové odpovědi bakterií. V této práci bylo zjištěno, že expozice bakteriální kultury řízené dávce etanolu nebo peroxidu vodíku významně navýší dosažené výtěžky a to o přibližně 30 %. Po aplikaci výše zmíněných stresových faktorů došlo k aktivaci metabolických drah vedoucí k odbourání stresového faktoru z média. Výsledkem bylo navýšení poměru NAD(P)H/NAD(P)+, což vedlo k částečné inhibici Krebsova cyklu a naopak aktivaci biosyntetické dráhy polyhydroxyalkanoátů. Mimoto došlo k významnému navýšení molekulové hmotnosti výsledných materiálů. Podle těchto výsledků se regulovaná aplikace vhodně zvolených stresových podmínek zdá být zajímavou strategií, která vede nejen k navýšení celkových výtěžků, ale také významnému zlepšení vlastností polymeru. Poslední část disertační práce se zabývala studiem procesu biodegradace polyuretanových materiálů. Polyuretanové eleastomery byly modifikovány rozličnými biopolymery za účelem navýšení jejich biodegradability. Tyto materiály byly posléze vystaveny působení směsné termofilní kultury jako modelového systému, který simuluje přirozené konsorcium bakterií. Přítomnost testovaných materiálů v kultivačním médiu vedla k neobvyklým růstovým charakteristikám bakteriální kultury. V průběhu prvních několika dní byl růst kultury silně inhibován, nicméně po překonání této neobvykle dlouhé lag-fáze došlo k intenzivnímu nárůstu kultury. Hlavní podíl na hmotnostním úbytku testovaných materiálů během experimentů měl samovolný rozpad materiálů, nicméně byl pozorován i vliv bakteriální kultury, kdy míra biotické degradace závisela na použitém modifikačním činidle. Nejvyšší míra biotické degradace byla pozorována u polyuretanového materiálu modifikovaného acetylovanou celulózou. Lag-fáze byla způsobena uvolněním nezreagovaného katalyzátoru (dibutylcínlaurát) a polyolu do kultivačního média. Bakteriální kultura se však po čase dokázala na přítomnost toxických látek v médiu adaptovat nebo je dokázala eliminovat.
|
|
|
Influence of catalysts on polyurethane formation
Chadima, David ; Petrůj, Jaroslav (referee) ; Kučera, František (advisor)
The bachelor thesis deals with the influence of catalysts on polyurethane formation. The theoretical part includes basic knowledge of polyurethane chemistry complemented by a literature review contains information about catalysis and reaction mechanism of polyurethane formation. In experimental part were studied effects of catalysts N,N,N',N' tetramethylethylenediamine, Stannous octoate, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane and Dibutyltin dilaurate at the rate of synthesis of the polyurethane resin. The measurement was based on measuring the time for which the reaction mixture reaches the maximum temperature. Effective concentrations of catalysts use were calculated. By additional measurement was performed simplified calculation of the activation energy for the demonstration of the effect of temperature on the observed reaction.
|
|
| |
|
| |
guest ::
