Tato diplomová práce je rozdělena na dvě části. Teoretická část popisuje druhy kompozitních a nanokompozitních materiálů, jejich plniva, převážně poté přírodní vlákna. Dále je charakterizován polymer PLA, který je v dnešní době pro svou odbouratelnost často studován a modifikován. Pozornost je věnována také problematice submikronových plniv, konkrétně pak nanocelulóze. Podrobněji je popsána příprava a vlastnosti celulózových nanofibril.
V experimentální části je realizována výroba biodegradovatelného kompozitního laminátu tvořeného PLA, konopnou tkaninou a nanocelulózovou suspenzí. Suspenze nanofibril byla připravena pomocí enzymatické předúpravy endoglukanázou s následnou defibrilací na ultrajemném frikčním mlýnu. Výroba laminátu byla provedena v experimentálním přípravku, který byl navržen a vyroben pro tento účel. Z laminátů byla poté vyrobena zkušební tělíska, na nichž byly zkoumány vybrané vlastnosti, a to na základě zkoušky v ohybu, tahu i zkoušek rázové houževnatosti. Dále byla zkoumána morfologie připravených nanofibril a lomových ploch porušených vzorků.
Anotace v angličtině
This thesis is divided into two parts. The theoretical part defines the types of composite and nanocomposite materials, their fillers, mostly natural fibrils. Subsequently, the polymer PLA is described, which is now often studied and modified for its degradability properties. Attention is also paid to the issue of submicron fillers, in particular nanocellulose. The preparation and properties of cellulose nanofibrils are explained in more detail.
The experimental part was carried out by the production of a biodegradable composite laminate consisting of PLA, hemp fabric and nanocellulose suspension. The nanofibril suspension was prepared by enzymatic pre-treatment with endoglucanase, followed by defibrillation on an ultrafine friction mill. The production of the laminate was performed in an experimental preparation which was designed and manufactured just for this purpose. Subsequently, test specimens were made of laminates and selected properties were investigated, based on flexural, tensile and impact toughness tests. Furthermore, the morphology of the prepared nanofibrils and fracture surfaces of the damaged samples were examined.
Klíčová slova
biopolymery, PLA, celulóza, nanokompozity, laminát, mechanické vlastnosti
Tato diplomová práce je rozdělena na dvě části. Teoretická část popisuje druhy kompozitních a nanokompozitních materiálů, jejich plniva, převážně poté přírodní vlákna. Dále je charakterizován polymer PLA, který je v dnešní době pro svou odbouratelnost často studován a modifikován. Pozornost je věnována také problematice submikronových plniv, konkrétně pak nanocelulóze. Podrobněji je popsána příprava a vlastnosti celulózových nanofibril.
V experimentální části je realizována výroba biodegradovatelného kompozitního laminátu tvořeného PLA, konopnou tkaninou a nanocelulózovou suspenzí. Suspenze nanofibril byla připravena pomocí enzymatické předúpravy endoglukanázou s následnou defibrilací na ultrajemném frikčním mlýnu. Výroba laminátu byla provedena v experimentálním přípravku, který byl navržen a vyroben pro tento účel. Z laminátů byla poté vyrobena zkušební tělíska, na nichž byly zkoumány vybrané vlastnosti, a to na základě zkoušky v ohybu, tahu i zkoušek rázové houževnatosti. Dále byla zkoumána morfologie připravených nanofibril a lomových ploch porušených vzorků.
Anotace v angličtině
This thesis is divided into two parts. The theoretical part defines the types of composite and nanocomposite materials, their fillers, mostly natural fibrils. Subsequently, the polymer PLA is described, which is now often studied and modified for its degradability properties. Attention is also paid to the issue of submicron fillers, in particular nanocellulose. The preparation and properties of cellulose nanofibrils are explained in more detail.
The experimental part was carried out by the production of a biodegradable composite laminate consisting of PLA, hemp fabric and nanocellulose suspension. The nanofibril suspension was prepared by enzymatic pre-treatment with endoglucanase, followed by defibrillation on an ultrafine friction mill. The production of the laminate was performed in an experimental preparation which was designed and manufactured just for this purpose. Subsequently, test specimens were made of laminates and selected properties were investigated, based on flexural, tensile and impact toughness tests. Furthermore, the morphology of the prepared nanofibrils and fracture surfaces of the damaged samples were examined.
Klíčová slova
biopolymery, PLA, celulóza, nanokompozity, laminát, mechanické vlastnosti
Volba vhodných materiálů a návrh experimentu výroby laminátů.
Příprava a výroba zkušebních těles.
Hodnocení mechanických vlastností a morfologie připravených vzorků.
Zhodnocení a diskuse dosažených výsledků.
Závěr.
Zásady pro vypracování
Rešerše na dané téma.
Volba vhodných materiálů a návrh experimentu výroby laminátů.
Příprava a výroba zkušebních těles.
Hodnocení mechanických vlastností a morfologie připravených vzorků.
Zhodnocení a diskuse dosažených výsledků.
Závěr.
Seznam doporučené literatury
Lee, Koon-Yang, ed. Nanocellulose and sustainability: production, properties, applications, and case studies. CRC Press, 2018.
Dufresne, Alain. Nanocellulose: from nature to high performance tailored materials. Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2017.
Pandey, J. K., et al.Handbook of nanocomposites. Processing, Performance and Application: Volume C: Polymer Nanocomposites of Cellulose Nanoparticles. (2015).
Thakur, Vijay Kumar, Manju Kumari Thakur, and Michael R. Kessler, eds. Handbook of Composites from Renewable Materials, Nanocomposites: Science and Fundamentals. Vol. 7. John Wiley & Sons, 2017.
Seznam doporučené literatury
Lee, Koon-Yang, ed. Nanocellulose and sustainability: production, properties, applications, and case studies. CRC Press, 2018.
Dufresne, Alain. Nanocellulose: from nature to high performance tailored materials. Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2017.
Pandey, J. K., et al.Handbook of nanocomposites. Processing, Performance and Application: Volume C: Polymer Nanocomposites of Cellulose Nanoparticles. (2015).
Thakur, Vijay Kumar, Manju Kumari Thakur, and Michael R. Kessler, eds. Handbook of Composites from Renewable Materials, Nanocomposites: Science and Fundamentals. Vol. 7. John Wiley & Sons, 2017.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.