TRAUTMANN, R. Effect of Composition on Adhesion Strength Between Particle Filled Composite and Fiber Reinforced Composite. [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2010.
Po absolvování magisterského studijního programu na Ústavu chemie materiálů pokračoval Ing. Radoslav Trautmann v roce 2001 ve studiu doktorského studijního programu Makromolekulární chemie nejdříve v jeho řádné formě a poté, co přijal zaměstnání ve firmě ADM, a.s., přešel do kombinované formy. Zabýval se studiem deformačního chování modelových bimateriálových kompozitních struktur na bázi světlem tvrditelných dimetakrylátů buď plněných částicovým plnivem nebo vyztužených skleněnými vlákny. Zkoumán byl také vliv způsobu přípravy bi-materiálového kompozitního tělesa na pevnost adheze mezi jeho kompozitními komponentami. K hodnocení mechanických vlastností bi-materiálových PFC/FRC těles byl použit jak 3 tak 4 bodový ohybový test za pokojové teploty a relativní vlhkosti 70%, aby bylo možno posoudit efekt omezeného elastického kolapsu vláken na tlakově namáháné části tělesa. Modifikovaný vytrhávací test byl použit k měření smykové pevnosti adheze mezi vláknovým a částicovým kompozitem. Tyto výsledky byly korelovány s výsledky ze strukturní a fraktografické analýzy (TGA, SEM). Experimentální data byla poté analyzována pomocí existujících mikromechanických modelů. Na základě těchto výsledků byl navržen optimální způsob vrstvení a přípravy PFC/FRC bi-materiálových těles. Navržené postupy byly použity k přípravě a pre-klinickým testům nosných konstrukcí zubních můstků. V důsledku pracovních povinností si Ing. Trautmann své studium rozvolnil, nicméně jako jeden z mála studentů kombinované formy DSP MCH, Ing. Trautmann splnil své studijní povinnosti stanovené studijním plánem a sepsal výše popsanou dizertační práci. Disertační práce, přestože je zaměřena spíše prakticky, prokazuje jeho předpoklady k samostatné tvořivé vývojové práci v oblasti nových polymerních kompozitů pro medicínské aplikace. Předložená dizertace přes četné nepřesnosti, zjednodušené interpretace, použití odborného slangu a řadu typografických chyb splňuje kritéria kladená na disertační práci, a tedy ji doporučuji přijmout k obhajobě v doktorském studijním programu makromolekulární chemie.
Posudek je zpracován na základě disertační práce a její zkrácené verze. Práce obsahuje 61 stran textu, teze o rozsahu 37 stran shrnují hlavní výsledky disertační práce. Jak práce, tak její zkrácená verze jsou psány v anglickém jazyce. Aktuálnost tématu je dána neustále rostoucím podílem kompozitních materiálů ve většině průmyslových i neprůmyslových oborů. V literární rešerši autor po přehledu kompozitních materiálů používaných v zubním lékařství uvádí základní obecné informace o vláknových kompozitech, s hlavním zaměřením na mezifázové rozhraní mezi složkami kompozitu a na princip a různé aspekty adheze mezi nimi. Vzhledem k zaměření práce je pozornost věnovaná právě těmto problémům plně oprávněná. V této části je uvedeno 36 odkazů na literární prameny. Rozsah kapitoly a souhrn uvedených poznatků svědčí o dostatečné teoretické přípravě práce. Pozn.: Některé údaje, se kterými se dále nepracuje jsou nadbytečné, např. problematika inženýrských konstant laminátů na s. 15. Cíle práce jsou rámcově definovány v samostatné kapitole a jsou rozděleny na několik dílčích experimentálně orientovaných cílů. Vlastní práce doktoranda je shrnuta v Experimentální části (kap.4) Tato část práce zahrnuje popis zkušebních materiálů a použitých metod zkoumání - termogravimetrické analýzy, zkoušky smykové pevnosti spoje FRC/PRC , zkoušek ohybové pevnosti hybridních kompozitů 3-b a 4-b ohybem a elektronové mikroskopie. Některé poznámky k popisu metodiky: - Pro zkoušky jsou použity komerční materiály, ale chybí jejich přesnější specifikace, např. typ částic v částicových kompozitech a další údaje. - U zkoušky smykové pevnosti není uvedeno zda se jedná o normalizovanou zkoušku nebo o vlastní metodu. - Je chybně uveden vzorec pro výpočet napětí u 3-b ohybu - rovnice (18), s. 29. Je třeba upřesnit, zda se výpočty prováděly podle uvedeného vzorce nebo zda jde jen o překlep. Z vyhodnocení experimentů totiž vycházejí velké rozdíly zjištěné u 3-b a 4-b ohybu, kde je uváděný vztah v pořádku. - Vzorec (19) na s.30 pro 4-b ohyb předpokládá rozteč tlačných trnů poloviční oproti rozteči podpěr, tzn. že by měl být 15mm a ne 16mm jak je uváděno. - Formální připomínka - u vzorců jsou uváděné jednotky jen u některých členů vzorce. V experimentální části následuje popis výroby vzorků pro smykovou a ohybovou zkoušku. Jsou zde některé nejasnosti, např. jak byly voleny časové relace při vytvrzování. Analýza dosažených výsledků je obsažena v 5. kapitole práce. Jsou uvedeny výsledky termogravimetrické analýzy, tj. hmotnostní podíl vláken ve vláknových kopozitech typu PFU a PFM. Průměr vláken v obou typech kompozitů je zjištěn pomocí elektronového mikroskopu. Zde bych jen připomněl, že větší flexibilita u materiálu PFM bude vedle menšího podílu vláken v daném směru ovlivněna také zvlněním vláken a nižším modulem pružnosti E-skla oproti S-sklu. Poměrně rozsáhlé a přínosné jsou výsledky mechanických zkoušek: U smykové pevnosti byl zjištěn velký rozdíl u jednosměrného a vícesměrného kompozitu. Tento výsledek je logický a odpovídá obecnému vlivu vyšší tuhosti jednosměrného kompozitu (PFU), kdy se při zkoušce danou metodou vzorek méně deformuje ohybem a namáhání spoje bude převážně smykové. Nízká tuhost u druhého vzorku podporuje ohybovou deformaci a v ploše spoje se projevuje odlupování. Závěr oponentního posudku: Disertační práce Ing. Radoslava Trautmanna je experimentálně zaměřená a má především reálné praktické využití. Experimentálně dosažené výsledky však mohou být po patřičném zobecnění a případném dalším výzkumu také příspěvkem k teoretickému řešení moderních hybridních kompozitních materiálů. Disertační práce má požadovanou odbornou i formální úroveň. Vzhledem k výše uvedenému hodnocení doporučuji, aby byla práce přijata k obhajobě a aby Ing. Radoslavu Trautmannovi byl po úspěšné obhajobě udělen akademický titul Ph.D. Z výsledků je rovněž zřejmé, že vliv způsobu vytvrzování není zcela jednoznačný a projevuje se opačnou tendencí u materiálu Gradia Direct Flo a u materiálu Boston. To dává určitou volnost při praktické aplikaci hybridních kompozitů. Důležité je zjištění o pozitivním vlivu mezivrstvy lepidla mezi vláknovým a částicovým kompozitem. Ohybové zkoušky ukázaly nečekaný rozdíl mezi metodami 3-b a 4-b ohybu. Tak velký rozdíl u klasických vláknových kompozitů není obvyklý a zřejmě by si zasloužil podrobnější rozbor, doložený dokumentací lomů. Při zkoušce byl vláknový kompozit na spodní, tahově namáhané straně vzorku a buckling vláken je tedy málo pravděpodobný. V závěrech práce jsou znovu uvedeny nejdůležitější dosažené výsledky. Mohla zde být ale formulována z práce vyplývající obecná doporučení pro aplikaci hybridních kompozitních materiálů v klinické praxi. Formální poznámka: V bodě 1 závěrů došlo k záměně hodnot podílu vláken u použitých materiálů. Po formální stránce je práce zpracována na požadované úrovni. Jazyková úroveň nebyla posuzována, nicméně lze konstatovat, že je dostatečně srozumitelná. Vyjádření k tezím: Předložené teze mají požadované členění a obsahují hlavní výsledky a závěry disertační práce. Rozsah je vzhledem k rozsahu disertační práce zbytečně velký (37 stran oproti 61 stranám). Je nutné opravit znovu nesprávně uvedený vztah pro výpočet ohybové pevnosti zkouškou tříbodovým ohybem.
Posudek existuje pouze v listinné podobě a je založen ve spise studenta.
eVSKP id 38203