Struktura a vlastnosti fyzikálně pěněných polymerních nanokompozitů

Abstract

Tato práce se zabývá fyzikálně pěněnými polymerními nanokompozity. Teoretická část práce pojednává o různých možnostech příprav polymerních pěn. Další důležitou problematikou, na níž se teoretická část zaměřuje, je schopnost řízení prostorové organizace nanočástic v polymerní matrici. Pro experimentální část práce byl použit polymethylmethakrylát (PMMA) jako modelový systém, přičemž se předpokládá, že ze získaných závěrů bude možné vycházet při výzkumu komplikovanějších systémů s širším potenciálem praktického využití, jako je například polypropylen impakt-kopolymer (ICPP). Experimentální část se zaměřuje na optimalizaci postupu přípravy nanokompozitní pěny. Předmětem optimalizace je stanovení vhodné saturační doby, kdy za daného tlaku dojde k dosažení maximální saturace oxidem uhličitým. Vliv nanočástic na průběh saturace a pěnění byl zkoumán porovnáním nanokompozitů s přípravou čistých polymerních pěn. U připravených vzorků pěn byla vyhodnocena tvarová stálost během pěnění a rozměrová stabilita po vypěnění při zvýšené teplotě. Byl vyhodnocen vliv nanočástic na výslednou strukturu porézního materiálu. Tento vliv byl prokázán přípravou a vyhodnocením pořízených SEM snímků vzorku laminární struktury obsahující kompozitní a čistě polymerní vrstvu.

This work deals with physically foamed polymer nanocomposites. The theoretical part of the thesis deals with various possibilities of preparation of polymer foams. Another important problematics on which the theoretical part focuses is the ability to control the spatial organization of nanoparticles in a polymer matrix. For the experimental part, polymethyl methacrylate (PMMA) was used as a model system, and it is assumed that it will be possible to based on the obtained conclusions on research in more complicated systems with a wider practical application potential such as polypropylene impact-copolymer (ICPP). The experimental part focuses on optimalization of the process of preparing nanocomposite foam. The object of optimization is to determine the appropriate saturation time when maximum carbon dioxide saturation is achieved under a given pressure. The effect of nanoparticles on the process of saturation and foaming was analyzed by comparing nanocomposites with the preparation of pure polymer foams. On the prepared foam samples, the shape stability during foaming and the dimensional stability after foaming at elevated temperature were evaluated. The effect of nanoparticles on the resulting structure of porous material was evaluated. This effect was demonstrated by the preparation and evaluation of acquired SEM images of a laminar structure sample containing a composite and a pure polymer layer.