velikost textu

Multicomponental polyurethane systems with targeted properties. Preparation and characterization.

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Multicomponental polyurethane systems with targeted properties. Preparation and characterization.
Název v češtině:
Vícesložkové polyurethanové systémy s cílenými vlastnostmi. Příprava a charakterizace.
Typ:
Disertační práce
Autor:
Magdalena Serkis-Rodzeń, Ph.D.
Školitel:
Ing. Milena Špírková, CSc.
Oponenti:
Ing. Mariusz Marcin Uchman, Ph.D.
Ing. Zdeňka Sedláková, CSc.
Id práce:
144914
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Program studia:
Makromolekulární chemie (P1405)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
19. 6. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstrakt Termoplastické polyuretany (PU) jsou široce používány v mnoha aplikacích díky svým vynikajícím funkčním vlastnostem, včetně možností recyklace. PU uvedené v této disertační práci jsou připraveny z polykarbonátových makrodiolů a dalších dvojfunkčních složek vedoucích k tvorbě lineárních alifatických polymerních materiálů. Hlavní část této studie je zaměřena na syntézu a analýzu polyuretanových vodných disperzí (PUD) a filmů připravených z PUD. Originalita předkládaného výzkumu zahrnuje ekologicky způsob přípravy termoplastických PU na bázi polykarbonátů. PU nanočástice dispergované ve vodě byly měřeny pomocí rozptylových metod, zatímco finální filmy byly charakterizovány z hlediska morfologie, mechanických a tepelných vlastností a odolnosti proti vodě. Dále byla zkoumána rovnováha mezi hydrofilní a hydrofobní částí PU, jež je důležitá pro stabilitu částic i vlastnosti filmů. PUD byly dále smíchány se dvěma typy koloidní siliky. Cílem bylo zlepšení vlastností nanokompozitních filmů připravených z PUD, při současném zachování jejich termoplastického charakteru. Výraznějších výsledků (v důsledku vyšší hustoty síťování fyzikálního charakteru mezi nanoplnivem a PU matricí) bylo dosaženo pro organicko- anorganické nanokompozity s menšími částicemi siliky. Dále jsme modifikovali acetonový proces přípravy PUD eliminací kroku, používající nízkomolekulární diol nebo diamin jako prodlužovač řetězce. Tato syntéza PUD, v našem případě pouze dvoustupňová, je ekologičtější, jednodušší a levnější v porovnání s klasickým acetonovým procesem. Voda byla použita jednak jako medium, jednak jako síťovadlo. Navrhli jsme mechanismus samouspořádání jak lineárních tak zesíťovaných PU nanočástic v acetonu a ve vodě. Druhá část této práce se týká hydrolytické studie PU elastomerů degradujících za podmínek modelujících fyziologické prostředí. Mikrostruktura hydrolyticky stabilních a biodegradabilních PU (lišících se obsahem biodegradabilní jednotky v PU řetězci) byla studována mikroskopií atomárních sil a elektronovou mikroskopií. Klíčová slova: polyuretanová vodní disperze, termoplastický polyurethan, polykarbonátový macrodiol, organicko-anorganický nanokompozit, samouspořádání
Abstract v angličtině:
Abstract Thermoplastic polyurethanes (PU) have been widely used for many applications due to their excellent functional properties, recycling included. PUs prepared in this Thesis are based on polycarbonate macrodiols and other bifunctional components, leading to linear solely aliphatic polymer materials. The main part of this study is focused on synthesis and analysis of polyurethane water dispersions (PUDs) and PUD-based films. The novelty of presented herein research involves ecofriendly method for preparation of thermoplastic PUs based on polycarbonates. The PU nanoparticles dispersed in water were measured by scattering methods, whereas the final films were characterized for their morphology and mechanical, thermal and water resistance. A balance between hydrophilic and hydrophobic parts of PUs for the particles stability and the films properties was investigated as well. The PUDs were blended with two types of colloidal silica for improve of the PUD- based films resistances with simultaneous preserving of their thermoplastic character. More significant enhancement was observed for the organic-inorganic nanocomposites containing silica with smaller particles, due to creation of higher physical crosslinking density between the nanofiller and PU matrix. We modified the acetone process of PUDs preparation by elimination of the chain extension step and using of water both as a medium and a crosslinker, leading to more ecological, simpler and cheaper method. We proposed the mechanism of linear and water- crosslinked PU nanoparticles self-assemblies in acetone and in water in two steps of the synthesis. The second part of this Thesis consists of hydrolytic degradation study of PU elastomers under conditions mimicking the physiological environment. Biostable and biodegradable PUs with or without the degradable unit in PU backbone were investigated for their microstructure by atomic force microscopy and scanning electron microscopy. Key words: polyurethane water dispersion, thermoplastic polyurethane, polycarbonate macrodiol, organic-inorganic nanocomposite, self-assembly
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Magdalena Serkis-Rodzeń, Ph.D. 14.3 MB
Stáhnout Příloha k práci Magdalena Serkis-Rodzeń, Ph.D. 19.92 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Magdalena Serkis-Rodzeń, Ph.D. 115 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Magdalena Serkis-Rodzeń, Ph.D. 94 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Magdalena Serkis-Rodzeń, Ph.D. 7.41 MB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Mariusz Marcin Uchman, Ph.D. 262 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Zdeňka Sedláková, CSc. 910 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 740 kB