Polymerní směsi termoplastického škrobu s biodegradovatelnými polymery
Loading...
Date
Authors
Nováková, Pavlína
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Diplomová práce se zabývá přípravou a vlastnostmi biodegradovatelných polymerních směsí termoplastického škrobu (TPS) s polyhydroxybutyrátem (PHB) s důrazem na kompatibilizaci směsi nemísitelných polymerů. Teoretická část je zaměřena na charakterizaci termoplastického škrobu, termodynamiku polymerních směsí, možné způsoby kompatibilizace polymerních směsí a shrnutí dosavadních poznatků o polymerních směsích termoplastického škrobu s biodegradovatelnými polymery. Experimentální část se zabývá modifikací škrobu a PHB maleinanhydridem za účelem kompatibilizace polymerní směsi. Navázání monomeru na polymery bylo potvrzeno infračervenou spektroskopií a acidobazickou titrací. S využitím připravených modifikovaných polymerů byly připraveny směsi TPS/PHB, na kterých byl posuzován vliv kompatibilizace a složení směsí na vlastnosti. Pro pozorování tání a krystalizace byla využita DSC (diferenční kompenzační kalorimetrie), změny molekulové hmotnosti byly posuzovány stanovením indexu toku taveniny. Pevnost v tahu, prodloužení při přetržení a vliv stárnutí na mechanické vlastnosti byly stanoveny tahovou zkouškou, morfologie směsí byla pozorována pomocí elektronové mikroskopie (SEM).
The master's thesis deals with the preparation and properties of biodegradable polymer blends of thermoplastic starch (TPS) with polyhydroxybutyrate (PHB) with emphasis on the compatibilization of the immiscible polymer blend. The theoretical part focuses on the characterization of thermoplastic starch, thermodynamics of polymer blends, possible ways of compatibilization of polymer blends and a summary of the current knowledge on polymer blends of thermoplastic starch with biodegradable polymers. The experimental part deals with the modification of starch and PHB with maleic anhydride in order to compatibilize the polymer blend. The binding of the monomer to the polymers was confirmed by infrared spectroscopy and acid-base titration. Subsequently, using the prepared modified polymers, TPS/PHB blends were prepared and the effect of compatibilization and blend composition on the properties was evaluated. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to observe the melting and crystallization process, the changes in molecular weight of the polymers were assessed by determining the melt flow index. Tensile strength, elongation at break and the effect of ageing on the mentioned mechanical properties were determined by tensile testing, morphology was observed by electron microscopy (SEM).
The master's thesis deals with the preparation and properties of biodegradable polymer blends of thermoplastic starch (TPS) with polyhydroxybutyrate (PHB) with emphasis on the compatibilization of the immiscible polymer blend. The theoretical part focuses on the characterization of thermoplastic starch, thermodynamics of polymer blends, possible ways of compatibilization of polymer blends and a summary of the current knowledge on polymer blends of thermoplastic starch with biodegradable polymers. The experimental part deals with the modification of starch and PHB with maleic anhydride in order to compatibilize the polymer blend. The binding of the monomer to the polymers was confirmed by infrared spectroscopy and acid-base titration. Subsequently, using the prepared modified polymers, TPS/PHB blends were prepared and the effect of compatibilization and blend composition on the properties was evaluated. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to observe the melting and crystallization process, the changes in molecular weight of the polymers were assessed by determining the melt flow index. Tensile strength, elongation at break and the effect of ageing on the mentioned mechanical properties were determined by tensile testing, morphology was observed by electron microscopy (SEM).
Description
Citation
NOVÁKOVÁ, P. Polymerní směsi termoplastického škrobu s biodegradovatelnými polymery [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.
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. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Lerch (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Date of acceptance
2024-05-27
Defence
Diplomantka při obhajobě práce na téma Polymerní směsi termoplastického škrobu s biodegradovatelnými polymery nejdříve vysvětlila problematiku a použití termoplastického škrobu a možnsoti jeho kopatibilizace. Následně představila cíle své práce, možnost navázání maleinanhydridu na různé sloučeniny a způsoby přípravy vlastních směsí. Výsledky byly doplněny o obrázky ze SEM mikroskopu, pozorovámí fázových přechodů pomocí DSC a vyhodnocení mechanických vlastností. Po zhrnutí výsledků odpovídala studentka na otázky oponenta:
1) Jaká byla orientačně doba průchodu extrudérem při radikálovém roubování PHB? Odpovídá doba průchodu kinetice rozkladu DBP při daných podmínkách?
2) Jaké parametry byste navrhla změnit pro dosažení vyššího stupně radikálového roubování PHB?
3) Naznačte rozdíl v mechanismu degradace TPS a PHB v průběhu funkcionalizačních reakcí s MAH?
Po zodpovězení otázek oponenta položila komise následující otázky:
1) Uvažovali jste o modifikaci velikosti domén sekundárního polymeru zmenou podmínek?
2) Z jakého důvodu máte u mechanických vlastností tabulky a nepoužila jste křivky?
3) Na jaký typ aplikace je možné použít Vaši směs?
4) Brali jste v potaz schopnost reakce škrobu s vodou?
Na položené otázkly studentka výborně odpověděla.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení