Diplomová práce se zabývá přípravou biologicky odbouratelných polymerních kompozic z recyklovaných materiálů pro výrobu sadbovačů a následnou charakterizací vlastností těchto připravených vzorků. Teoretická část je zaměřena na hlavní typy biologicky odbouratelných polymerů, dále uvádí průzkum aplikací biologicky odbouratelných polymerů v zemědělství se zaměřením na biologicky odbouratelné pěstební obaly dostupné na trhu a rešerši odborných studií zabývajících se výzkumem jejich alternativ. V praktické části byla nejprve připravena v laboratorním měřítku série kompozic obsahující plevy (odpad rostlinné zemědělské produkce), kraftový papír a polybutylen sukcinát v různém poměru. Připravené vzorky kompozitních směsí byly podrobeny rázové zkoušce dle Charpyho, zhodnocení hydrofility a testu nasákavosti vody dle ČSN EN ISO 62(640112). Následně bylo provedeno stanovení stupně dezintegrace vzorků za simulovaných podmínek kompostování v laboratorním měřítku (ČSN EN ISO 20200) a jejich charakterizace po skončení procesu kompostování pomocí infračervené spektroskopie. Vliv degradace připravených polymerních kompozitů na jakost výsledného kompostu byl zhodnocen tzv. řeřichovým testem fytotoxicity. V rámci praktické části byla jako nejoptimálnější receptura vyhodnocena směs obsahující 30 hm. % polybutylen sukcinátu a 70 hm. % plev. Nicméně z hlediska kompozice využívající odpad z papírenského průmyslu byla směs obsahující 30 hm. % polybutylen sukcinátu, 10 hm. % kraftového papíru a 60 hm. % plev vyhodnocena také za vyhovující.
Annotation in English
The thesis deals with the preparation of biodegradable polymer mixtures from recycled materials for the production of seedling flowerpots and the subsequent characterization of the properties of these prepared samples. The theoretical part focuses on the main types of biodegradable polymers, used in the industry for biodegradable growing packaging and research studying their alternatives. In the practical part, a series of samples of various compositions containing husks (waste from agricultural production), kraft paper, and polybutylene succinate in various proportions were first prepared on a laboratory scale. The important properties of prepared composite mixtures were tested. Performed test were Charpy´s impact test, hydrophilicity determination, and a water absorption test according to the ČSN EN ISO 62 (640112) standard. Subsequently, the disintegration grade of samples under simulated composting conditions on a laboratory scale (ČSN EN ISO 20200) and their characterization after the composting process using infrared spectroscopy methods were determined. The degradation effect of prepared polymer composites on the quality of the final compost was evaluated by the so-called watercress phytotoxicity test. In the practical part, the mixture containing 30 wt. % of polybutylene succinate and 70 wt. % of husks, was evaluated as the most optimal one. However, in terms of use of the waste from the paper industry as well, the mixture containing 30 wt. % of polybutylene succinate, 10 wt. % of kraft paper and 60 wt. % of husks, was evaluated as suitable too.
Keywords
sadbovače, biologická odbouratelnost, polybutylen sukcinát, plevy, kraftový papír, kompozitní materiál
Diplomová práce se zabývá přípravou biologicky odbouratelných polymerních kompozic z recyklovaných materiálů pro výrobu sadbovačů a následnou charakterizací vlastností těchto připravených vzorků. Teoretická část je zaměřena na hlavní typy biologicky odbouratelných polymerů, dále uvádí průzkum aplikací biologicky odbouratelných polymerů v zemědělství se zaměřením na biologicky odbouratelné pěstební obaly dostupné na trhu a rešerši odborných studií zabývajících se výzkumem jejich alternativ. V praktické části byla nejprve připravena v laboratorním měřítku série kompozic obsahující plevy (odpad rostlinné zemědělské produkce), kraftový papír a polybutylen sukcinát v různém poměru. Připravené vzorky kompozitních směsí byly podrobeny rázové zkoušce dle Charpyho, zhodnocení hydrofility a testu nasákavosti vody dle ČSN EN ISO 62(640112). Následně bylo provedeno stanovení stupně dezintegrace vzorků za simulovaných podmínek kompostování v laboratorním měřítku (ČSN EN ISO 20200) a jejich charakterizace po skončení procesu kompostování pomocí infračervené spektroskopie. Vliv degradace připravených polymerních kompozitů na jakost výsledného kompostu byl zhodnocen tzv. řeřichovým testem fytotoxicity. V rámci praktické části byla jako nejoptimálnější receptura vyhodnocena směs obsahující 30 hm. % polybutylen sukcinátu a 70 hm. % plev. Nicméně z hlediska kompozice využívající odpad z papírenského průmyslu byla směs obsahující 30 hm. % polybutylen sukcinátu, 10 hm. % kraftového papíru a 60 hm. % plev vyhodnocena také za vyhovující.
Annotation in English
The thesis deals with the preparation of biodegradable polymer mixtures from recycled materials for the production of seedling flowerpots and the subsequent characterization of the properties of these prepared samples. The theoretical part focuses on the main types of biodegradable polymers, used in the industry for biodegradable growing packaging and research studying their alternatives. In the practical part, a series of samples of various compositions containing husks (waste from agricultural production), kraft paper, and polybutylene succinate in various proportions were first prepared on a laboratory scale. The important properties of prepared composite mixtures were tested. Performed test were Charpy´s impact test, hydrophilicity determination, and a water absorption test according to the ČSN EN ISO 62 (640112) standard. Subsequently, the disintegration grade of samples under simulated composting conditions on a laboratory scale (ČSN EN ISO 20200) and their characterization after the composting process using infrared spectroscopy methods were determined. The degradation effect of prepared polymer composites on the quality of the final compost was evaluated by the so-called watercress phytotoxicity test. In the practical part, the mixture containing 30 wt. % of polybutylene succinate and 70 wt. % of husks, was evaluated as the most optimal one. However, in terms of use of the waste from the paper industry as well, the mixture containing 30 wt. % of polybutylene succinate, 10 wt. % of kraft paper and 60 wt. % of husks, was evaluated as suitable too.
Keywords
sadbovače, biologická odbouratelnost, polybutylen sukcinát, plevy, kraftový papír, kompozitní materiál
Vypracujte literární rešerši pokrývající trendy ve využití biodegradabilních materiálů a jejich kompozitů se zaměřením na agro-aplikace.
Připravte sérii kompozitních směsí na bázi degradabilního polymeru, plniva přírodního původu a celulózového odpadu.
V praktické části aplikujte získané informace na připravené vzorky s důrazem na charakterizaci jejich chemického složení a schopnosti degradability.
Získaná naměřená a vypočtená data přehledně zpracujte a kriticky zhodnoťte.
Research Plan
Vypracujte literární rešerši pokrývající trendy ve využití biodegradabilních materiálů a jejich kompozitů se zaměřením na agro-aplikace.
Připravte sérii kompozitních směsí na bázi degradabilního polymeru, plniva přírodního původu a celulózového odpadu.
V praktické části aplikujte získané informace na připravené vzorky s důrazem na charakterizaci jejich chemického složení a schopnosti degradability.
Získaná naměřená a vypočtená data přehledně zpracujte a kriticky zhodnoťte.
Recommended resources
BERLIN, Aleksandr Aleksandrovič, Svetlana Zacharovna ROGOVINA a Gennadij Jefremovič ZAIKOV. Additives in polymers: analysis and applications. Toronto: Apple Academic Press, 2016, 340 s. ISBN 978-1-77188-128-9.
FAKIROV, Stoyko. Biodegradable polyesters. Weinheim: Wiley, 2015, 347 s. ISBN 978-3-527-33086-7.
CHU, Chin-Chang. Biodegradable polymers, New biomaterial advancements and challenges. New York: Nova Science Publishers, 2015, 474 s. ISBN 978-1-63483-633-3.
COVAS, J. A. a António GASPAR-CUNHA. Optimization in Polymer Processing. New York: Nova Science Publishers, 2011, 229 s. ISBN 9781611228182.
ČSN EN ISO 20200 Plasty - Stanovení stupně rozkladu plastů za simulovaných podmínek kompostování v laboratorním měřítku. Genova: The International Organization for Standardization, 2016, 8 s.
SCHETTINI, velia, Gabriella SANTAGATA, Mario MALINCONICO, Barbara IMMIRZI, Giacomo SCARASCIA MUGNOZZA a Giuliano Vox. Recycled wastes of tomato and hemp fibres for biodegradable pots: Physico-chemical characterization and field performance. Resources, Conservation and Recycling. 2013, vol. 70, 10 s. ISSN 0921-3449.
Časopisecké a knižní zdroje dostupné prostřednictvím knihovny UTB ve Zlíně.
Recommended resources
BERLIN, Aleksandr Aleksandrovič, Svetlana Zacharovna ROGOVINA a Gennadij Jefremovič ZAIKOV. Additives in polymers: analysis and applications. Toronto: Apple Academic Press, 2016, 340 s. ISBN 978-1-77188-128-9.
FAKIROV, Stoyko. Biodegradable polyesters. Weinheim: Wiley, 2015, 347 s. ISBN 978-3-527-33086-7.
CHU, Chin-Chang. Biodegradable polymers, New biomaterial advancements and challenges. New York: Nova Science Publishers, 2015, 474 s. ISBN 978-1-63483-633-3.
COVAS, J. A. a António GASPAR-CUNHA. Optimization in Polymer Processing. New York: Nova Science Publishers, 2011, 229 s. ISBN 9781611228182.
ČSN EN ISO 20200 Plasty - Stanovení stupně rozkladu plastů za simulovaných podmínek kompostování v laboratorním měřítku. Genova: The International Organization for Standardization, 2016, 8 s.
SCHETTINI, velia, Gabriella SANTAGATA, Mario MALINCONICO, Barbara IMMIRZI, Giacomo SCARASCIA MUGNOZZA a Giuliano Vox. Recycled wastes of tomato and hemp fibres for biodegradable pots: Physico-chemical characterization and field performance. Resources, Conservation and Recycling. 2013, vol. 70, 10 s. ISSN 0921-3449.
Časopisecké a knižní zdroje dostupné prostřednictvím knihovny UTB ve Zlíně.
