Syntéza a charakterizace polymerních bariérových povlaků a materiálových produktů z obnovitelných zdrojů

Abstract

Dizertační práce shrnuje návrh molekulárních struktur, jejich syntézu, charakterizaci a materiálovou aplikovatelnost inovativních sloučenin z obnovitelných zdrojů. Hlavním cílem práce je návrh polymerních povlaků složených z inovativních molekul aplikovaných na různé substráty. Složky navrhovaných povlaků jsou rozděleny na tři funkční skupiny: primární kontinuum, modifikátor reologických vlastností a modifikátor polarity. Syntetizované prekurzory pro povlakovací účely zahrnovaly řadu molekulárních intermediátů použitelných pro další materiálové účely. Kromě povlakování slouží produkty popsané v této práci pro automobilový průmysl, SLA 3D tisk, nebo jako reaktivní rozpouštědla. Celkově čtrnáct molekul, včetně inovativních a dosud necharakterizovaných, byly syntetizovány a komplexně charakterizovány. Připravené povlakovací prekurzory byly následně otestovány na různých substrátech. Povlakované substráty tvořily: papít, nerezová ocel, a bukové dřevo. Byla provedena reologická studie zaměřující se na optimalizaci povlakovacího procesu. Optimální mechanické a adhezní vlastnosti polymerního povlaku na nerezové oceli a bukovém dřevu byly experimentálně určeny. Zároveň byla provedena studie optimálního množství modifikátoru polarity v závislosti na výsledné povrchové energii povlaku.

This dissertation summarizes various structurally suggested, synthesized, characterized, and materially applied systems based on renewable sources. This work aims to formulate polymer coatings composed of novel compounds used on different substrates. The produced materials were differentiated into three functionally targeted groups: the coating’s main binder matrix, the rheology modifier, and the polarity modifier. The curable precursors for coating applications were synthesized through numerous intermediates and used for additional material utilities. The compounds were produced for coatings, applications in automotive, SLA 3D printing, or as reactive diluents. Fourteen systems, including novel and uncharacterized, were made and structurally verified via numerous complex analytical methods. The produced coatings were formulated according to the requested properties of different substrates. The treated materials were paper, stainless steel, and beech wood. A rheological study was performed for an optimal layer-forming process. The optimal mechanical properties were investigated through metal and wood coating, and the flexibility and adhesion enhancement were uncovered. Lastly, the highly-polar cured resins’ suitability for substrates exhibiting high surface energy was observed.