Povětrnostní a urychlené stárnutí směsí vysokohustotního polyetylénu s regranulátem
Loading...
Date
Authors
Bruzl, Dominik
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Diplomová práce pojednává o vlivu násobné extruze (1, 2, 3) a přídavku 30, 60 a 90% tohoto recyklátu na povětrnostní a urychlené stárnutí kopolymeru vysokohustotního polyetylenu (HDPE). Povětrnostní stárnutí trvalo 9 měsíců a urychlené 1000 h při 65 °C. Míra degradace materiálu byla posouzena ze změn mechanických a fyzikálních vlastností a změny složení, k čemuž bylo využito metody dynamicko-mechanické analýzy a tahové zkoušky, diferenční kompenzační kalorimetrie, termogravimetrické analýzy a infračervené spektrometrie v módu úplného zeslabeného odrazu. Měření prokázala, že opakovaná extruze i přídavek recyklátu k původnímu materiálu (R0) mírně zpomalí fotooxidační degradaci během 1. měsíce, pak už ale nemá negativní ani výrazný pozitivní vliv na průběh a míru celkové degradace materiálu. Jistou výjimkou byl recyklát po 3. extruzi (R3), u něhož se původní vlastnosti srovnatelné s R0 během stárnutí příliš neměnily. Mechanické vlastnosti směsí byly během stárnutí lepší nebo srovnatelné s R0, po 6. a 9. měsíci však u většiny zásadně klesla tažnost při přetržení, jako důsledek zkrácení řetězců. Urychlené stárnutí u všech vzorků způsobilo značné zkřehnutí, což se projevilo snížením pevnosti na mezi kluzu o zhruba polovinu a téměř okamžitým porušením.
This master thesis deals with the effect of multiple extrusion (1, 2, 3) and the addition of 30, 60 and 90 % of this recycled material on the weathering and accelerated ageing of high density polyethylene (HDPE) copolymer. The weathering lasted 9 months and the accelerated ageing 1000 h at 65 °C. The degree of material degradation was assessed from changes in mechanical and physical properties and compositional changes using dynamic mechanical analysis and tensile testing, differential compensation calorimetry, thermogravimetric analysis and infrared spectrometry in the full attenuated reflection mode. The measurements showed that repeated extrusion as well as the addition of recycle material to the original one (R0) slightly slows down the photo-oxidative degradation during first month, but after that it does not have a negative or significant positive effect on the progress and rate of overall material degradation. A certain exception was the recycled material after the 3rd extrusion (R3), where the original properties comparable to R0 did not change much during ageing. The mechanical properties of the blends were better or comparable to R0 during ageing, but after months 6 and 9 the breaking strength of most of them decreased substantially as a result of the shortening of the chains. Accelerated ageing caused significant embrittlement in all samples, resulting in a reduction in yield strength by about half and almost immediate failure.
This master thesis deals with the effect of multiple extrusion (1, 2, 3) and the addition of 30, 60 and 90 % of this recycled material on the weathering and accelerated ageing of high density polyethylene (HDPE) copolymer. The weathering lasted 9 months and the accelerated ageing 1000 h at 65 °C. The degree of material degradation was assessed from changes in mechanical and physical properties and compositional changes using dynamic mechanical analysis and tensile testing, differential compensation calorimetry, thermogravimetric analysis and infrared spectrometry in the full attenuated reflection mode. The measurements showed that repeated extrusion as well as the addition of recycle material to the original one (R0) slightly slows down the photo-oxidative degradation during first month, but after that it does not have a negative or significant positive effect on the progress and rate of overall material degradation. A certain exception was the recycled material after the 3rd extrusion (R3), where the original properties comparable to R0 did not change much during ageing. The mechanical properties of the blends were better or comparable to R0 during ageing, but after months 6 and 9 the breaking strength of most of them decreased substantially as a result of the shortening of the chains. Accelerated ageing caused significant embrittlement in all samples, resulting in a reduction in yield strength by about half and almost immediate failure.
Description
Citation
BRUZL, D. Povětrnostní a urychlené stárnutí směsí vysokohustotního polyetylénu s regranulátem [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Ing. Jiří Lerch (člen)
Date of acceptance
2022-05-31
Defence
Student prezentoval podstatné výsledky své práce na téma Povětrnostní a urychlené stárnutí směsí vysokohustotního polyetylénu s regranulátem. Nejdříve komisi představil motivaci a cíle práce. Pokračoval popisem připravených vzorků, podmínkami stárnutí a metodami charakterizace. Následně představil výsledky své práce zjištěné pomocí metody FTIR, DSC, TGA, tahové zkoušky, a DMA. Po představení výsledků v rámci sekce diskuze shrnul dosažené výsledky a po celkovém shrnutí všech výsledků odpovídal na otázky oponenta:
V jaké oblasti FTIR spektra by měl ležet vlnočet referenčního pásu použitého pro výpočet karbonylového indexu?
Které z vnějších faktorů majících vliv na degradaci polymeru lze akcelerovaným stárnutím urychlit a které ne?
Po otázkách oponenta student odpovídal na následující otázky komise:
1) Jaký je mechanismus degradace?
2) Co si představujete pod pojmem štěpení amorfní fáze?
Na položené otázky student výborně odpověděl a prokázal hluboké znalosti dané problematiky.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení