Příprava a charakterizace částic na bázi polyhydroxybutyrátu
Loading...
Date
Authors
Kopřivová, Lenka
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou částic s modifikovaným povrchem na bázi poly 3 hydroxybutyrátu a následnou charakterizací jak upravených, tak neupravených částic. Částice se zkoumaly s vidinou budoucího nahrazení za nerozložitelné komoditní mikroplasty v kosmetickém průmyslu, jelikož jsou schopné biodegradace. Na povrchovou úpravu byly použity tyto chemikálie: roztok stearátu zinečnatého, lipáza, hydrofobní silan (hexadecyltrimethoxysilan) a kationický surfaktant. Posléze se studovaly vlastnosti vzniklých modifikovaných částic ve srovnání s neupraveným poly-3-hydroxybutyrátem a s práškem na bázi polyuretanu, který se používá nyní v kosmetickém průmyslu, a proto nám sloužil jako standard pro senzorickou analýzu. Všechny vzorky byly podrobeny SEM a EDS analýze, FTIR spektroskopii a senzorické analýze. Dále se pak měřila: smáčivost, sypná hmotnost a distribuce velikosti částic laserovou difrakcí. Smáčivost se měřila na slisovaných tabletách z prášků pomocí statických kontaktních úhlů. Bylo zjištěno, že se zvýšila hydrofobicita u částic upravených silanem a stearátem zinečnatým, zatímco u částic upravených kationickým surfaktantem se zvýšila hydrofilita. Výsledky naměřené jak z kontaktních úhlů, tak i z dalších analýz nás vedly k závěru, že povrchová úprava lipázou nebyla úspěšná. Senzorická analýza ukázala, že povrchové úpravy neměly vliv na zhoršení senzorických vlastností oproti původnímu neupravenému PHB prášku. Dále pak že neškolený hodnotitel nepozná rozdíly v příjemnosti mezi vzorky, proto je můžeme považovat za stejně příjemné jako námi určený standard.
This bachelor's thesis deals with the preparation of particles with a modified surface based on poly 3 hydroxybutyrate and the subsequent characterization of both modified and untreated particles. The particles were examined with a vision for future replacement for non degradable commodity microplastics in the cosmetics industry, as they are capable of biodegradation. The following chemicals were used for surface treatment: zinc stearate solution, lipase, hydrophobic silane (hexadecyltrimethoxysilane) and cationic surfactant. Next, the properties of the resulting modified particles were studied in comparison with unmodified poly 3 hydroxybutyrate and polyurethane-based powder, which is currently used in the cosmetic industry, and therefore served as a standard for sensory analysis. All samples were subjected to SEM and EDS analysis, FTIR spectroscopy and sensory analysis. Then, the following properties were measured: wettability, bulk density and particle size distribution by laser diffraction. Wettability was measured on compressed tablets from the powders using static contact angles. It was found that the hydrophobicity of particles treated with silane and zinc stearate increased, whereas the particles treated with cationic surfactant increased in hydrophilicity. The results measured from the contact angle and other analyses led to the conclusion that the surface treatment with lipase was not successful. Sensory analysis showed that the surface treatments did not affect the deterioration of the sensory properties compared to the original untreated PHB powder and that an untrained evaluator cannot tell the differences in pleasantness between the samples therefore, we can consider them as pleasant as the standard we determined.
This bachelor's thesis deals with the preparation of particles with a modified surface based on poly 3 hydroxybutyrate and the subsequent characterization of both modified and untreated particles. The particles were examined with a vision for future replacement for non degradable commodity microplastics in the cosmetics industry, as they are capable of biodegradation. The following chemicals were used for surface treatment: zinc stearate solution, lipase, hydrophobic silane (hexadecyltrimethoxysilane) and cationic surfactant. Next, the properties of the resulting modified particles were studied in comparison with unmodified poly 3 hydroxybutyrate and polyurethane-based powder, which is currently used in the cosmetic industry, and therefore served as a standard for sensory analysis. All samples were subjected to SEM and EDS analysis, FTIR spectroscopy and sensory analysis. Then, the following properties were measured: wettability, bulk density and particle size distribution by laser diffraction. Wettability was measured on compressed tablets from the powders using static contact angles. It was found that the hydrophobicity of particles treated with silane and zinc stearate increased, whereas the particles treated with cationic surfactant increased in hydrophilicity. The results measured from the contact angle and other analyses led to the conclusion that the surface treatment with lipase was not successful. Sensory analysis showed that the surface treatments did not affect the deterioration of the sensory properties compared to the original untreated PHB powder and that an untrained evaluator cannot tell the differences in pleasantness between the samples therefore, we can consider them as pleasant as the standard we determined.
Description
Citation
KOPŘIVOVÁ, L. Příprava a charakterizace částic na bázi polyhydroxybutyrátu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaromír Wasserbauer, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Tvrdík, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-15
Defence
Studentka při prezentaci své práce Příprava a charakterizace částic na bázi polyhydroxybutyrátu nejdříve seznámila komisi s vlastnostmi polyhydroxybutyrátu, možnostmi jeho využití, měření vlastností. Následně ukázala složení svých vzorků a použité úpravy. V rámci představení výsledků ukázala výsledky SEM-EDS analýzy, UV/VIS měření, distribuce velikosti částic, sypné hmotnosti, kontaktního úhlu, roztíratelnosti, příjemnosti, bělosti. Po závěrečném shrnutí výsledků odpovídala na otázky oponenta:
1) V teoretické části zmiňujete, že zlepšením extrakce v separačním procesu došlo ke zlevnění produkce P3HB. V následujícím výčtu ale zmiňujete u některých metod jako nevýhodu vysokou cenu. Čím tedy konkrétně došlo ke zlevnění?
2) V závěru se zmiňujete poměrně opatrně o hydrofilicitě prášků upravených surfaktantem. Máte o ní nějaké pochybnosti?
3) Částice P3HB prášků byly výrazně menší než částice komerčního PU prášku se kterým jste je srovnávala. Myslíte, že při použití větších částic by mohly testy příjemnosti a roztíratelnosti vyjít podobně nebo lépe?
1) Využívá se vícemodálních distribucí částic?
2) Jakou metodou byla měřena velikost částic?
Na všechny otázky studentka výborně odpověděla.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení