ZÁRYBNICKÁ, K. Vliv strukturních a procesních parametrů na vlastnosti polymerních nanokompozitů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2017.

Posudek vedoucího

Jančář, Josef

Cílem práce bylo studium strukturních a procesních parametrů, které řídí disperzi nanočástic v roztocích polymerů. Především byla práce zaměřena na vliv reakčních komponent používaných při přípravě nanokompozitů. Jako polymerní matrice byly zvoleny PMMA, PC, PVAc a PS a byly použity celkem tři různé typy nanočástic – dva typy siliky (koloidní a pyrolytická) a AZO částice s polovodičovým charakterem . Jednotlivé nanokompozity byly připravovány v různých rozpouštědlech, které také ovlivňují výslednou podobu a vlastnosti nanokompozitu. Pomocí změny rozpouštědla byla řízena disperze nanočástic v polymerní matrici. Bylo zjištěno, že při mísení v THF dojde v PMMA díky přitažlivým interakcím esterických skupin na PMMA se silikou ke tvorbě struktury s individuálními dispergovanými částicemi doprovázenými kulovitými agregáty. V PC jsou esterické skupiny stericky bráněny, proto dochází k dobré disperzi, ale malých agregátů, ojediněle individuálních částic. Nepolární PS se silikou interaguje špatně, proto silika mohutně agreguje a tvoří se velké agregáty. Individuálních dispergovaných částic lze nejlépe dosáhnout za použití acetonu v matrici z PMMA či PVAc. Je to díky tomu, že reakční entalpie mezi acetonem a silikou dosahuje vysoké hodnoty. Aceton tak tvoří okolo siliky solvatační obal a fixuje dobrou disperzi. Při použití toluenu, jehož interakční entalpie silikou je nižší, se již takový ochranný solvatační obal netvoří a dochází snáze k agregaci částic. Obdobné chování bylo pozorováno, i pokud se v těchto rozpouštědlech do matrice vnesou AZO částice místo siliky. Bylo zjištěno, že změnou struktury lze významně ovlivňovat i termo-mechanické vlastnosti nanokompozitů. Práce je napsána velmi srozumitelně, je přehledná a velmi zdařile používé grafických prostředků. Je škoda, že nebyla vypracována v angličtině, jelikož získané výsledky jsou originální a zasluhovaly by časopisecké publikace.

Posudek oponenta

Žídek, Jan

Práce pojednává o vlivu struktury na mechanické vlastnosti nanokompozitů. Práce má dostatečný rozsah a je srozumitelná. Rozsah provedené experimentální práce je vysoký. Studentka dále prokázala, že se v problematice orientuje a rozumí vztahům mezi polymerní strukturou a vlastnostmi u nanokompozitů. A to nejen tím, že má nastudovanou literaturu, ale že o souvislostech přemýšlí. To hodnotím velmi pozitivně. Jedná se totiž o velmi komplexní tématiku, k jejímuž porozumění je nutné vysoká míra abstraktního myšlení. Naopak v práci lze nalézt poměrně dost nedostatků. Všeobecně práce obsahuje myšlenky formulované neúplně a zkratkovitě hovorově. Nekteré věci nejsou vysvětleny a čtenář, který není odborníkem ve fyzice polymerů, si musí část souvislostí nastudovat jinde. K jednotlivým bodům: 1. Zásadní nedostatek je v hodnotách v obrázcích 25, 26, 29 a 30. Nikde v práci není uvedeno, jak studentka hodnoty získala: zejména počet zapletenin a reptační čas. (Dotaz č 1.) 2. U obrázků 25 a 29 je uvedena viskozita při nulové smykové rychlosti, která se obvykle získává extrapolací funkce viskozita vs. smyková rychlost. Bylo by dobré prezentovat alespoň jeden příklad této funkce a uvést interval smykové rychlostí, ze kterého se hodnota extrapolovala. 3. Obrázky 28 a 33, obsahují formulace „Guth-Smalwood“(GS), a „Kerner-Lewis-Nielsen“ (KLN). Zde je vhodné formulovat přesně „Guth-Smalwoodova rovnice“ případně „model“ a v popisku by měla být reference na rovnici. 4. U rovnice KLN je velmi nepřesně definováno, jaké vstupní konstanty (moduly složek, Poissonova konstanta). Rozumím postupu, kde při definici relativního elastického modulu se absolutní hodnoty Ec a Em vyruší a konstanty A = 1.2, B= 1 jsou zjednodušeny. Považuji to za legitimní postup. Nicméně i tak je nutné uvést, z jakých hodnot fyzikálních konstant se vycházelo (i kdyby se použil předpoklad že např. Ef/Em se blíží nekonečnu). 5 U popisu těchto rovnic jsem objevil dva překlepy: 5A. Rovnice 11 má být na levé straně také Ec/Em, 5B. Nerovnost v textu na stránce 29 musí být Ef>>Em. Jinak text nemá smysl. Z formálních nedostatků bych vybral následující: 6. Do grafů v obrázcích 33- 38 je nutné přidat i hodnotu pro čistou matrici (vf = 0), i když lze odvodit, že bude rovna 100. 7. Dále bych nepoužíval tyto typy strukturních vzorců jaké jsou uvedeny v obrázcích 15, 18, 20 a 22. Působí to dojmem jako by zobrazovaly nějakou významnou nadmolekulární strukturu důležitou pro interpretaci výsledků. Sám jsem si to při prvním čtení práce myslel. Citace v popisku obrázku pak vytvářejí dojem, jako by fotografie byly převzaté z literatury, což není pravda. 8. Další formální záležitost se týká používání zkratek. Názvy metod v nadpisech musí být vždy v nezkrácené podobě, i když jsou použity podruhé. Další připomínky: 9. Mám problém s použitím termínu "reakční enthalpie". Tento termín se zásadně používá pro tepelnou odezvu chemických reakcí. Měl jsem pocit, že v práci se žádná chemická reakce nepopisuje. 10. Při popisu PRISM teorie studentka nuvedla jeden podstatný aspekt. Zformuloval jem jej do otázky 2. Celkové hodnocení práce: Předloženou diplomovou práci doporučují k obhajobě.

eVSKP id 100126