Předkládaná diplomová práce je věnována polyesteruratanovým biokompozitům. Zvláště pak se zaměřuje na metody kompatibilizace pro zvýšení mezifázové soudržnosti mezi vlákny a polymerní matricí. Pro potřeby práce bylo připraveno sedm typů materiálu, při-čemž jejich vlastnosti byly modifikovány přidáním komerčního aditiva, dvou typů experi-mentálních aditiv, a kyseliny olejové s přídavkem di-tert-butyl peroxidu Pro přípravu dvou materiálů byla modifikována vlákna pomocí kyseliny a zásady. Připravené biokompozity byly charakterizovány pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie, gelové permeační chromatografie, termogravimetrické analýzy a skenovací elektronové mikroskopie. Pro stanovení mechanických vlastností byly provedeny zkoušky v tahu, ohybu a testy rázové houževnatosti. Získané výsledky byly hodnoceny vícekriteriální analýzou aby byla naleze-na nejoptimálnější varianta kompatibilizace. Biokompozity modifikované přidáním ko-merčního a experimentálního aditiva 2 vykazovaly nejlepší výsledky, všemi metodami ale byly vlastnosti kompozitů výrazně vylepšeny.
Annotation in English
The presented master thesis is dedicated to polyester urethane based biocomposites with special focus on compatibilization techniques for improving of interfacial adhesion between polyester urethane matrix and flax fibers. To achieve the goals, seven types biocomposites were prepared whereas the properties were modified by adding commercial additive, two types of experimental additives and the oleic acid and di-tert-butyl peroxide or treating fibres with acid and alkaline. Prepared biocomposites were characterized by gel permeation chromatography, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy. Mechanical properties were investigated by using tensile testing, flexural testing and impact strength Obtained results were evaluated with multicriteria analysis to find the best technique of compatibilization for material properties improvement. Biocomposites with commercial additive and experimental additive 2 was assessed as the best solution; nevertheless all modification significantly increased material performance.
Keywords
biokompozity, přírodní vlákna, kompatibilizace
Keywords in English
biocomposites, natural fibres, compatibilization
Length of the covering note
66s. 79641 znaků
Language
CZ
Annotation
Předkládaná diplomová práce je věnována polyesteruratanovým biokompozitům. Zvláště pak se zaměřuje na metody kompatibilizace pro zvýšení mezifázové soudržnosti mezi vlákny a polymerní matricí. Pro potřeby práce bylo připraveno sedm typů materiálu, při-čemž jejich vlastnosti byly modifikovány přidáním komerčního aditiva, dvou typů experi-mentálních aditiv, a kyseliny olejové s přídavkem di-tert-butyl peroxidu Pro přípravu dvou materiálů byla modifikována vlákna pomocí kyseliny a zásady. Připravené biokompozity byly charakterizovány pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie, gelové permeační chromatografie, termogravimetrické analýzy a skenovací elektronové mikroskopie. Pro stanovení mechanických vlastností byly provedeny zkoušky v tahu, ohybu a testy rázové houževnatosti. Získané výsledky byly hodnoceny vícekriteriální analýzou aby byla naleze-na nejoptimálnější varianta kompatibilizace. Biokompozity modifikované přidáním ko-merčního a experimentálního aditiva 2 vykazovaly nejlepší výsledky, všemi metodami ale byly vlastnosti kompozitů výrazně vylepšeny.
Annotation in English
The presented master thesis is dedicated to polyester urethane based biocomposites with special focus on compatibilization techniques for improving of interfacial adhesion between polyester urethane matrix and flax fibers. To achieve the goals, seven types biocomposites were prepared whereas the properties were modified by adding commercial additive, two types of experimental additives and the oleic acid and di-tert-butyl peroxide or treating fibres with acid and alkaline. Prepared biocomposites were characterized by gel permeation chromatography, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy. Mechanical properties were investigated by using tensile testing, flexural testing and impact strength Obtained results were evaluated with multicriteria analysis to find the best technique of compatibilization for material properties improvement. Biocomposites with commercial additive and experimental additive 2 was assessed as the best solution; nevertheless all modification significantly increased material performance.
Keywords
biokompozity, přírodní vlákna, kompatibilizace
Keywords in English
biocomposites, natural fibres, compatibilization
Research Plan
1. Vypracujte literární rešerši na téma biokompozity na bázi biorozložitelných polyesterů a jejich kopolymerů. Zaměřte se na způsoby jejich přípravy, zpracování a aplikace. 2. Na základě literární studie připravte polyester-uretanovou polymerní matrici na bázi produktů polykondenzace kyseliny mléčné a charakterizujte ji. 3. Do získané matrice termoplasticky inkorporujte přírodní vlákna a získaný biokompozit charakterizujte. 4. Optimalizujte biokompozitní systém z pohledu materiálových vlastností pomocí zvolených aditiv a chemických úprav plniva. Na základě získaných poznatků navrhněte optimální způsob pro zvýšení mezifázové soudržnosti matrice-plnivo. 5. Získané poznatky přehledně zpracujte a diskutujte s dostupnými literárními zdroji.
Research Plan
1. Vypracujte literární rešerši na téma biokompozity na bázi biorozložitelných polyesterů a jejich kopolymerů. Zaměřte se na způsoby jejich přípravy, zpracování a aplikace. 2. Na základě literární studie připravte polyester-uretanovou polymerní matrici na bázi produktů polykondenzace kyseliny mléčné a charakterizujte ji. 3. Do získané matrice termoplasticky inkorporujte přírodní vlákna a získaný biokompozit charakterizujte. 4. Optimalizujte biokompozitní systém z pohledu materiálových vlastností pomocí zvolených aditiv a chemických úprav plniva. Na základě získaných poznatků navrhněte optimální způsob pro zvýšení mezifázové soudržnosti matrice-plnivo. 5. Získané poznatky přehledně zpracujte a diskutujte s dostupnými literárními zdroji.
Recommended resources
1) PENCZEK, S., SLOMKOWSKI, S. (Eds), (Bio)degradable Polymers from Renewable Resources, Macromolecular Symposia 272, Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2008,ISSN 1022-1360 2) SCOTT, G, Degradable polymers, Principles and Applications, Boston, Kluwer Academic Publishers, 2002, ISBN 1-4020-0790-6 3) TUCKER, N., JOHNSON, M. Low Enwironmental Impact Polymers, Shawbury, Rapra Technology, 2004, ISBN1-85957-384-3 4) Časopisecké a knižní zdroje dostupné prostřednictvím Knihovny UTB ve Zlíně
Recommended resources
1) PENCZEK, S., SLOMKOWSKI, S. (Eds), (Bio)degradable Polymers from Renewable Resources, Macromolecular Symposia 272, Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2008,ISSN 1022-1360 2) SCOTT, G, Degradable polymers, Principles and Applications, Boston, Kluwer Academic Publishers, 2002, ISBN 1-4020-0790-6 3) TUCKER, N., JOHNSON, M. Low Enwironmental Impact Polymers, Shawbury, Rapra Technology, 2004, ISBN1-85957-384-3 4) Časopisecké a knižní zdroje dostupné prostřednictvím Knihovny UTB ve Zlíně
