Diplomová práce byla zaměřena na studium vlivu mikrovlnného plazmatu vzduchu na smáčivost povrchu syntetických polymerů. V úvodu teoretické části byla detailně popsána plazma z historického hlediska, její současná podoba a definice. Zmíněny byly také prak-tické příklady, kde všude se s tímto čtvrtým skupenstvím hmoty lze setkat v praktickém životě. Rozebrány byly základní parametry k popisu plazmatu, mezi které patří stupeň io-nizace, teplota elektronů, Debeyova stínící délka, i samotná plazmová frekvence. Pro dů-kladné porozumění plazmatu, byly popsány různé druhy plazmatických výbojů z hlediska stejnosměrného a střídavého proudu. Také byla věnována pozornost změně v morfologii resp. chemické modifikaci povrchu tuhé látky v důsledku působení plazmatu. Experimen-tální metody pro vyhodnocení upravených materiálů plazmatickým výbojem jako jsou např.: FTIR, NMR, XPS, SEM, jsou také zahrnuty a popsány v teoretické části. V praktické části byla sledována změna smáčivosti tuhého povrchu polymerů (PE, PP, PS) s vlivem délky plazmovacího cyklu. Pro vyhodnocení smáčivosti byl měřen kontaktní úhel, který byl sledován jak statickou metodou - měřením sedící kapky, tak také dynamickou metodou - Wilhelmyho metodou, která je založená na vyvažování destičky. Na závěr byly měřeny FTIR spektra ATR metodou pro charakterizaci chemických změn v důsledku opra-cování plazmatem.
Annotation in English
The MSc. thesis presented was focused on study of the effect of microwave air plasma on wettability of synthetic polymer surfaces. In the introduction of the theoretical part a detail description of plasmas from historical point of view was presented, it´s up to date state of the art and definitions. There were also given practical examples, where one can meet this fourth state of the matter in practical life. There were discussed basic parameters used for description of plasma, mainly degree of ionization, electron temperature, Debye length and plasma frequency. For in detail understanding of plasma, there were described various plasma discharge sources both direct current as well as AC. There was focused our atten-tion also on morphology, resp. chemical modification of solid surfaces by plasma treatment. For evaluation and characterization the following experimental methods were employed: FTIR, NMR, XPS, SEM which are in detail described in theoretical part. In the practical part there was followed wettability of solid polymer surfaces (PE, PP, PS) as a function of treatment time. For evaluation of wettability the equilibrium contact angle of wetting as well as dynamic contact angle of wetting were determined by means of sessile drop and Wilhelmy plate techniques. Finally the FTIR ATR spectra were recorder for evaluation of chemical changes induced by plasma treatment.
Keywords
Plazma, druhy výbojů v plazmatu, modifikace povrchu, spektrální metody, kontaktní úhel smáčení, See Systém, Wilhelmyho metoda, FTIR spektroskopie.
Keywords in English
Plasma, types of discharge plasmas, surface modification, spectroscopic methods, contact angle of wetting, See System, Wilhelmy method, FTIR spectroscopy.
Length of the covering note
98
Language
CZ
Annotation
Diplomová práce byla zaměřena na studium vlivu mikrovlnného plazmatu vzduchu na smáčivost povrchu syntetických polymerů. V úvodu teoretické části byla detailně popsána plazma z historického hlediska, její současná podoba a definice. Zmíněny byly také prak-tické příklady, kde všude se s tímto čtvrtým skupenstvím hmoty lze setkat v praktickém životě. Rozebrány byly základní parametry k popisu plazmatu, mezi které patří stupeň io-nizace, teplota elektronů, Debeyova stínící délka, i samotná plazmová frekvence. Pro dů-kladné porozumění plazmatu, byly popsány různé druhy plazmatických výbojů z hlediska stejnosměrného a střídavého proudu. Také byla věnována pozornost změně v morfologii resp. chemické modifikaci povrchu tuhé látky v důsledku působení plazmatu. Experimen-tální metody pro vyhodnocení upravených materiálů plazmatickým výbojem jako jsou např.: FTIR, NMR, XPS, SEM, jsou také zahrnuty a popsány v teoretické části. V praktické části byla sledována změna smáčivosti tuhého povrchu polymerů (PE, PP, PS) s vlivem délky plazmovacího cyklu. Pro vyhodnocení smáčivosti byl měřen kontaktní úhel, který byl sledován jak statickou metodou - měřením sedící kapky, tak také dynamickou metodou - Wilhelmyho metodou, která je založená na vyvažování destičky. Na závěr byly měřeny FTIR spektra ATR metodou pro charakterizaci chemických změn v důsledku opra-cování plazmatem.
Annotation in English
The MSc. thesis presented was focused on study of the effect of microwave air plasma on wettability of synthetic polymer surfaces. In the introduction of the theoretical part a detail description of plasmas from historical point of view was presented, it´s up to date state of the art and definitions. There were also given practical examples, where one can meet this fourth state of the matter in practical life. There were discussed basic parameters used for description of plasma, mainly degree of ionization, electron temperature, Debye length and plasma frequency. For in detail understanding of plasma, there were described various plasma discharge sources both direct current as well as AC. There was focused our atten-tion also on morphology, resp. chemical modification of solid surfaces by plasma treatment. For evaluation and characterization the following experimental methods were employed: FTIR, NMR, XPS, SEM which are in detail described in theoretical part. In the practical part there was followed wettability of solid polymer surfaces (PE, PP, PS) as a function of treatment time. For evaluation of wettability the equilibrium contact angle of wetting as well as dynamic contact angle of wetting were determined by means of sessile drop and Wilhelmy plate techniques. Finally the FTIR ATR spectra were recorder for evaluation of chemical changes induced by plasma treatment.
Keywords
Plazma, druhy výbojů v plazmatu, modifikace povrchu, spektrální metody, kontaktní úhel smáčení, See Systém, Wilhelmyho metoda, FTIR spektroskopie.
Keywords in English
Plasma, types of discharge plasmas, surface modification, spectroscopic methods, contact angle of wetting, See System, Wilhelmy method, FTIR spectroscopy.
Research Plan
Zpracujte literární rešerši na téma vlivu oxidačního plazmatu vzduchu na smáčivost, degradaci a změnu chemického složení povrchů vybraných typů syntetických polymerů (např. PE, PP, PS, PVC a pod.). Popište také základní charakteristiky plasmy, typy plasmových výbojů apod.
Zpracujte seznam a popis použitých metod a postupů měření. Kontaktní úhly smáčení naměřte jednak metodou sedící kapky (statický kontaktní úhel smáčení), tak také Wilhelmiho metodou (dynamický kontaktní úhel smáčení) při pokojové teplotě cca 23 deg.C.
Naměřené údaje zpracujte ve formě tabulek a grafů, v obou případech vypočtěte chyby měření. Každé měření opakujte 5 krát.
Z vybraných vzorků naměřte FTIR spektra ATR metodou pro charakterizaci chemických změn v důsledku opracování. Výsledky zpracujte ve formě grafu a tabulky.
Zpracujte závěry měření.
Citujte veškerou použitou literaturu, včetně webovských stránek a patentů.
Grafickou úpravu textu proveďte ve smyslu platného předpisu UTB ve Zlíně.
Zpracujte seznam zkratek, symbolů, tabulek a grafů.
Research Plan
Zpracujte literární rešerši na téma vlivu oxidačního plazmatu vzduchu na smáčivost, degradaci a změnu chemického složení povrchů vybraných typů syntetických polymerů (např. PE, PP, PS, PVC a pod.). Popište také základní charakteristiky plasmy, typy plasmových výbojů apod.
Zpracujte seznam a popis použitých metod a postupů měření. Kontaktní úhly smáčení naměřte jednak metodou sedící kapky (statický kontaktní úhel smáčení), tak také Wilhelmiho metodou (dynamický kontaktní úhel smáčení) při pokojové teplotě cca 23 deg.C.
Naměřené údaje zpracujte ve formě tabulek a grafů, v obou případech vypočtěte chyby měření. Každé měření opakujte 5 krát.
Z vybraných vzorků naměřte FTIR spektra ATR metodou pro charakterizaci chemických změn v důsledku opracování. Výsledky zpracujte ve formě grafu a tabulky.
Zpracujte závěry měření.
Citujte veškerou použitou literaturu, včetně webovských stránek a patentů.
Grafickou úpravu textu proveďte ve smyslu platného předpisu UTB ve Zlíně.
Zpracujte seznam zkratek, symbolů, tabulek a grafů.
Recommended resources
S. Maiti: Analysis and Characterization of Polymers. Anusandhan Prakashan, Midnapore, (2003).
P.C. Hiemenz, R. Rajagopalan: Principles of Colloid and Surface Chemistry. Marcel Dekker, New York, Basel (1997). ISBN 0-8247-9397-8.
J. Pouchlý: Fyzikální chemie makromolekulárních a koloidních soustav. VŠCHT Praha, Praha. Učební texty pro VŠ, (2001). ISBN 80-7080-422-X.
P.W. Atkins: Fyzikálná chémia. Oxford University Press, Oxford, Melbourne, Tokyo (1998). Slovenská technická univerzita v Bratislave, Bratislava (1999). ISBN 0-19-850101-3.
L. Lapčík, M. Raab: Nauka o materiálech II. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Zlín (2004). Učební texty pro VŠ. ISBN 80-7318-229-7.
Recommended resources
S. Maiti: Analysis and Characterization of Polymers. Anusandhan Prakashan, Midnapore, (2003).
P.C. Hiemenz, R. Rajagopalan: Principles of Colloid and Surface Chemistry. Marcel Dekker, New York, Basel (1997). ISBN 0-8247-9397-8.
J. Pouchlý: Fyzikální chemie makromolekulárních a koloidních soustav. VŠCHT Praha, Praha. Učební texty pro VŠ, (2001). ISBN 80-7080-422-X.
P.W. Atkins: Fyzikálná chémia. Oxford University Press, Oxford, Melbourne, Tokyo (1998). Slovenská technická univerzita v Bratislave, Bratislava (1999). ISBN 0-19-850101-3.
L. Lapčík, M. Raab: Nauka o materiálech II. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Zlín (2004). Učební texty pro VŠ. ISBN 80-7318-229-7.
