Zpracovatelská stabilita polyhydroxybutyrátu (PHB)

Abstract

Cílem této práce bylo pozorovat a vyhodnotit vliv vybraných aditiv na stabilizaci dvou poly-3-hydroxybutyrátu (P3HB) - Biomeru a Hydalu. V experimentální části byly měřeny fyzikální vlastnosti čistých polymerů, polymerů se směsí kyseliny polymléčné (PLA), nitridu boritého a Citroflexu 4 a také vzorků s pěti aditivy, která byla do této směsi jednotlivě přidávána. Při zpracování vzorků byl zaznamenáván točivý moment polymeru uvnitř komory hnětáku. Pevnost v tahu, Youngův modul pružnosti a relativní prodloužení byly vyhodnoceny tahovými zkouškami. Jako další byla použita metoda diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC), díky které se stanovily teploty tání a jejich změny vůči čistým polymerům. Termooxidační stabilita byla vyhodnocena metodou indukčních period, kde byla pozorována doba, za kterou vlivem degradace dojde ke zkřehnutí materiálu. Nejvhodnějším aditivem byl všemi těmito metodami určen Stabilizer 9000 (Raschig), který se vyznačoval jak značným prodloužením při tahových zkouškách, tak lepší termooxidační stabilitou. Naopak u aditiva DHT-4A se prokázalo, že u P3HB podporuje degradační pochody, které ještě více znehodnocují zpracovatelské vlastnosti tohoto materiálu. U ostatních aditiv nebyl prokázán výraznější vliv a ovlivnění vlastností materiálu bylo přisouzeno spíše použité směsi PLA a ostatních látek.The aim of this thesis was to observe and to evaluate the effects of selected additives on stabilization of two poly-3-hydroxybutyrates - Biomer and Hydal. In the experimental section of the thesis,the physical properties of pure polymers, polymers with mixture of polylactid acid, boron nitride and Citroflex 4A as well as the samples with five different additives which were added to this mixture, were meassured. Whilst processing the samples, the torque inside of the kneader was recorded. Tensile strength, Young´s modulus and relative extension were evaluated using tensile tests. Next, the differential scanning calorimetry was used to determine the melting points and their changes in comparison to the pure polymers. To evaluate the thermooxidative stability, method of induction periods was used, where the amount of time needed for degradation to make the material brittle was observed and recorded. These methods determined the the Stabilizer 9000 (Raschig) as the most suitable, owing to its better thermooxidative stability and considerable relative extension. As for DHT-4A on the other hand, it was proven that within P3HB it supports degrading processes, which devaluate the processing properties of this material even more. Amongst the other additives no significant influence on the material was observed and the changes of properties were attributed to the mixture of PLA and the other substances.