Příprava polymerních směsí s kontrolovanou dobou životnosti a testování jejich biorozložitelnosti

DSpace Repository

Login

Language: English čeština 

Příprava polymerních směsí s kontrolovanou dobou životnosti a testování jejich biorozložitelnosti

Show simple item record

dc.contributor.advisor Stloukal, Petr
dc.contributor.author Seidl, Martin
dc.date.accessioned 2015-07-24T12:29:40Z
dc.date.available 2015-07-24T12:29:40Z
dc.date.issued 2015-01-20
dc.identifier Elektronický archiv Knihovny UTB
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10563/31995
dc.description.abstract Diplomová práce se zabývala možnostmi přípravy polymerních materiálů na bázi kyseliny polymléčné (PLA) s kontrolovanou dobou životnosti a následným sledováním rychlosti rozkladu v abiotickém a biotickém prostředí. Určité doby životnosti materiálu může být dosaženo aditivem na bázi karbodiimidu, které přednostně reaguje s molekuly vody pronikající do polymeru, čímž zabraňuje hydrolytickému štěpení esterových vazeb v PLA. V rámci práce byly připraveny fólie ze směsí PLA a zmíněného aditiva o různých koncentracích, charakterizovány jejich fyzikální a mechanické vlastnosti a následně sledován průběh a mechanismus abiotické hydrolýzy a biodegradace v prostředí kompostu. V průběhu abiotické degradace byl také zkoumán mechanismus stabilizace PLA. Identické materiály bez aditiva byly použity jako referenční materiál. Tepelné vlastnosti a krystalinita připravených materiálů před a během hydrolýzy stejně tak jako změna molekulových hmotností byly sledovány pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) a gelové permeační chromatografie (GPC), respektive. Mechanismus stabilizace byl sledován a vyhodnocen pomocí infračervené spektrometrie (FTIR - ATR). Získané výsledky ukazují, že přídavek antihydrolyzačního aditiva na bázi karbodiimidu k PLA významně zpomalil rozklad PLA ve všech testovaných degradačních procesech. Konkrétně byl zaznamenán velmi silný stabilizační účinek ve směsi s nejvyšší koncentrací karbodiimidu (2 hm. %), která zcela potlačila hydrolýzu po dobu 119 dní. Naproti tomu u čistého nestabilizovaného PLA byl počátek degradace zřejmý už po 7 dnech od začátku experimentu a po 112 dnech experimentu dosáhl téměř 70 %. Stejných stabilizačních účinků bylo dosaženo v případě biodegradace v prostředí kompostu. Stabilizační účinek se projevil také na zachování mechanických vlastností jako je pevnost v tahu. Měření FTIR spekter během hydrolýzy prokázalo stabilizační efekt karbodiimidu, kdy s reakcí s vodou dochází k tvorbě amidových skupin.
dc.format 103 s.(127 239 znaků)
dc.format.extent 3279262
dc.language.iso cs
dc.publisher Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
dc.rights Bez omezení
dc.subject Hydrolýza cs
dc.subject Antihydrolyzační aditiva cs
dc.subject Kyselina polymléčná cs
dc.subject Biodegradace cs
dc.subject Karbodiimidy cs
dc.subject Hydrolysis en
dc.subject Antihydrolytic additives en
dc.subject Polylactic acid en
dc.subject Biodegradation en
dc.subject Carbodiimides en
dc.title Příprava polymerních směsí s kontrolovanou dobou životnosti a testování jejich biorozložitelnosti
dc.title.alternative Preparation of Polymer Mixtures with Controlled Lifetime and Investigation of their Biodegradability
dc.type diplomová práce cs
dc.contributor.referee Dvořáčková, Marie
dc.date.accepted 2015-06-16
dc.description.abstract-translated This master thesis deals with the possibility of the preparation of polymeric materials based on polylactic acid (PLA) with controlled lifetime, and subsequent investigation of the rate of decomposition in abiotic and biotic environment. Certain life time of the material can be achieved by an additives based on carbodiimide which preferentially reacts with molecules of water penetrating into the polymer, thereby preventing the hydrolytic cleavage of ester bonds in the PLA. In this work, mixtures of PLA and carbodiimide additive in various concentration were prepared, then their physical and mechanical properties were characterized, and finally the course and mechanism of abiotic hydrolysis and biodegradation in the compost environment was observed. Stabilization mechanism of PLA was also investigated during the abiotic degradation. Identical materials without additives were used as reference material. The thermal properties and crystallinity of the prepared materials before and during hydrolysis as well as the changes in molecular weight were monitored by differential scanning calorimetry (DSC) and gel permeation chromatography (GPC), respectively. Stabilization mechanism was monitored and evaluated by infrared spectroscopy (FTIR - ATR). Obtained results showed that the addition of anti-hydrolysis carbodiimide based additive decreased the rate of PLA degradation significantly in all tested degradation processes. Significantly strong stabilizing effect was observed especially in the mixture with the highest concentration of carbodiimide (2 wt.%) that completely suppressed hydrolysis for 119 days. In contrast, for pure unstabilized PLA the onset of hydrolysis was evident already after 7 days from the start of the experiment and reached almost 70% after 112 days of the experiment. The same stability results were obtained in the case of biodegradation in a compost environment. The stabilizing effect was also reflected in maintaining mechanical properties such as tensile strength. Measurement of the infrared spectra during the hydrolysis confirmed a stabilizing effect of carbodiimide, when the reaction with water led to for-mation of amide groups.
dc.description.department Ústav inženýrství ochrany životního prostředí
dc.thesis.degree-discipline Inženýrství ochrany životního prostředí cs
dc.thesis.degree-discipline Environmental Protection Engineering en
dc.thesis.degree-grantor Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Fakulta technologická cs
dc.thesis.degree-grantor Tomas Bata University in Zlín. Faculty of Technology en
dc.thesis.degree-name Ing.
dc.thesis.degree-program Chemie a technologie materiálů cs
dc.thesis.degree-program Chemistry and Materials Technology en
dc.identifier.stag 38528
utb.result.grade A
dc.date.submitted 2015-05-14


Files in this item

Files Size Format View Description
seidl_2015_dp.pdf 3.127Mb PDF View/Open None
seidl_2015_op.docx 75.83Kb Unknown View/Open None
seidl_2015_vp.docx 72.23Kb Unknown View/Open None

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Find fulltext

Search DSpace


Browse

My Account