Studentská vědecká konference

Tato práce se zabývá možnostmi zavedení koncových funkčních skupin do struktury polyolefinů připravených živou CW polymerací olefinů katalyzovanou diiminovými komplexy niklu a palladia (viz schéma). Strategie funkcionalizace spočívá na přidání pent-4-en-1-olu k živým polymerním řetězcům. Hodnotí se způsob a účinnost zapojení funkční skupiny na konec řetězce. Cílem práce je získání makroiniciátorů pro následné kopolymerace. Polymery vzniklé za katalýzy komplexu niklu s koncovou hydroxy skupinou byly podrobeny reakci ε-kaprolaktonem s cílem získání blokového kopolymeru. Polymery připravené pomocí komplexu palladia mají zabudovanou na konci aldehydovou skupinu. Reakcí této skupiny s diaminem jsme se pokusili o přípravu polyethylenu s koncovou amino skupinou.  Molární hmotnost získaných polymerů byla analyzována pomocí vysokoteplotní rozměrově-vylučovací chromatografie (SEC/GPC) a účinnost funkcionalizace a určení koncových skupin pomocí 1H-NMR spektroskopie.  

Epoxidové pryskyřice jsou díky malému smrštění při vytvrzování, vysoké chemické a teplotní odolnosti a díky vysoké korozní odolnosti hojně využívány. Většina používaných epoxidů jsou hydrofobní materiály, pro některé aplikace je ovšem zapotřebí materiálů hydrofilních. V rámci mojí práce byly zkoumány epoxidové pryskyřice na bázi bisfenol A propoxylát diglycidyl etheru (PDGEBA) vytvrzovaného vodorozpustným polyetherdiaminem (Jeffamin^® ED-900), které vykazují díky polyethylen glykolovému bloku hydrofilní chování. Byly zkoumány některé materiálové vlastnosti jako obsah gelu, sorpce vody, teplota skelného přechodu, mechanické vlastnosti a vliv UV záření na tyto pryskyřice. Jako testovací vzorky byly použity destičky epoxidové pryskyřice z ekvimolární směsi s různými vytvrzovacími časy a destičky plněné různým množstvím suspenze grafen oxidu.

Poly(ɛ-kaprolakton)  je považován, díky nízké teplotě skelného přechodu, zdravotní přijatelnosti a dobré mísitelnosti s PVC za nejslibnější náhradu potenciálně toxických ftalátových změkčovadel. K iniciaci polymerace kaprolaktonu (CLO)  jsou běžně užívány organocínaté, resp. zinečnaté sloučeniny, které do řetězce polymeru vnáší nežádoucí prvek. Ze zdravotního hlediska se jeví vhodnějšími kandidáty iniciace CLO  sloučeniny vápníku a hořčíku.  Předmětem práce je příprava ekologického polymerního změkčovadla na bázi ε-kaprolaktonu, přiraveného v přítomnosti laktamátu vápníku, resp. hořčíku a jeho aplikace v polyvinylchloridu.  

Termoplastický bramborový škrob (TPS), materiál na bázi přírodního polysacharidu a glycerolu, je levný, obnovitelný a kompletně rozložitelný. K jeho dalším výhodám se řadí možnost zpracování běžnými plastikářskými technikami, čímž se nabízí jako ekologická náhrada nerozložitelných plastů, zvláště těch na jednorázové použití. TPS je ovšem citlivý na vlhkost, která zhoršuje jeho vlastnosti. Proto bylo cílem této práce bramborový škrob nejdříve esterifikovat a poté z něj připravit takzvaný esterifikovaný termoplastický škrob (TPES), jež by byl více odolný vůči vlhkosti než klasický TPS. Před samotnou plastifikací byly provedeny analýzy ke zjištění rozsahu esterifikace, po plastifikaci byla zjišťována nasákavost a také mechanické vlastnosti.  

Polyamid 4 byl v 70. letech minulého století považován za perspektivní vláknařský materiál vykazující dobré mechanické vlastnosti, vysokou hydrofilitu a sorpci vody podobnou bavlně. Problémem byla jeho nízká tepelná stabilita v blízkosti jeho teploty tání, a tak nebylo možné ho zvlákňovat z taveniny. S rozvojem technologie elektrostatického zvlákňování polymerů z roztoků a vytváření nanovlákenných vrstev se pozornost vrátila k polyamidu 4. V rámci této práce byly elektrostatickým zvlákňováním z roztoku kyseliny mravenčí a dichlormethanu připraveny nanovlákenné vrstvy z polyamidu 4. Následně byly vrstvy podrobeny degradaci ve fosfátovém pufru. Míra degradace v průběhu pokusu byla posuzována na základě změn hmotnostních úbytků vzorků a změn molární hmotnosti stanovené viskozimetrickou metodou. Morfologie vrstev byla zkoumána pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Informace o teplotách tání byly získány z diferenciální snímací kalorimetrie.

  Kopolymery obsahující strukturní jednotky ε-kaprolaktonu a ε-kaprolaktamu – polyesteramidy - vykazují zajímavé vlastnosti. Jejich mechanické vlastnosti a citlivost k biologické rozložitelnosti jsou určovány poměrem strukturních jednotek. Při určitých poměrech těchto jednotek má polymer amorfní charakter. Této vlastnosti se může využít například v membránových procesech, například pervaporativního dělení kapalných roztoků.  Tato práce se zabývá přípravou polyesteramidů aniontovou polymerizací ε-kaprolaktonu a ε-kaprolaktamu v různých poměrech tak, aby výsledný materiál obsahoval co nejvyšší podíl amorfní struktury a zároveň vykazoval potřebnou mechanickou odolnost. Z těchto kopolymerů byly připraveny folie lisováním a odpařením rozpouštědla z polymerních roztoků, a byly studovány jejich pervaporační charakteristiky pro směsi isopropylalkoholu a vody. Cílem práce je optimalizace složení folií pro dělení azeotropů pervaporativní dehydratací.

Tahové zkoušky pryží patří mezi základní metody charakterizace v gumárenském průmyslu, díky kterým lze stanovit např. pevnost, tažnost či gumárenský modul. Na základě tahových zkoušek lze stanovovat výsledné vlastnosti výrobků a předvídat jejich chování. Mezinárodní norma ČSN EN ISO 37 jasně popisuje stanovování tahových zkoušek – tloušťka a typ vzorků, rychlost trhání, teplota při zkoušce, …  V rámci této práce byly prováděny experimenty na vulkanizátech neplněné a plněné směsi přírodního kaučuku, z nichž byly připraveny tělesa (oboustranné lopatky) pro měření tahových vlastností. Parametry, jež byly při tahových zkouškách hodnoceny, byly rozdílná rychlost posuvu příčníku trhacího stroje (100, 500 a 1000 mm/min), různá tloušťka (1 a 2 mm) a typ zkušebních těles (typ těles 1 a 2). I když se řada těchto parametrů považuje za zanedbatelné z pohledu provádění zkoušky (kromě rychlosti posuvu, kde teorie říká, že s rostoucí rychlostí posuvu roste pevnost v tahu), ukazuje se, že situace nebude úplně jednoznačná. Cílem realizovaných experimentů bylo zjistit vlivy výše zmíněných parametrů na výsledné tahové vlastnosti použitých pryží.

Blokové kopolymery z polárních a nepolárních bloků představují atraktivní třídu materiálů uplatnitelných v mnoha průmyslových oblastech. Takovéto materiály je však obtížné syntetizovat běžnými technikami, protože každý z monomerů často polymeruje jiným reakčním mechanismem, přičemž přítomnost jednoho z monomerů v reakční směsi může znemožnit polymeraci druhého. Tato práce se zabývá syntézou blokových kopolymerů polyolefin-blok-polyakrylát s použitím katalyzátoru na bázi α-diiminového komplexu palladia. Tento katalyzátor je schopen, vlivem vnějšího stimulu (modrým světlem), přepínat reakční mechanismus z koordinačního na radikálový a je tak schopný vytvořit blokový kopolymer. Při koordinační polymeraci toleruje přítomnost akrylátu, což umožňuje i tzv. „one‑pot“ polymeraci obou monomerů. Výsledné produkty byly analyzovány ¹H NMR spektroskopií a rozměrově vylučovací chromatografií.  

Práce ověřuje možnost využití prášku sesíťovaného butadienakrylonitrilového kaučuku (NBR) jako aditiva proměkčené i neměkčené PVC. NBR inkorporovaný v PVC zvyšuje odolnost blendu povětrnosti a působení ozónu a můžepůsobit, s ohledem na podíl nitrilových skupin v kaučuku, i jako změkčovadlo,  plnivo či modifikátor houževnatosti. NBR s dostatečným množstvím nitrilových skupin je snášenlivý s polárním PVC, působí jako permanentní změkčovadlo atakové blendy PVC/NBR jsou v praxi běžně užívány. Co se týče modifikace houževnatosti PVC  jsou v současné doběpreferovány spíše chlorovaný PE, EPM kaučuk, kopolymer PE-PVAc a Core-Shell kopolymery. Tato práce zkoumávyužitelnost zcela konkrétního NBR recyklátu získaného drcením použitých jednorázových rukavic.

Pro zpracování přírodního kaučuku řadou technik (lisování, kalandrování, vytlačování) jsou nesmírně důležité jeho tokové vlastnosti. Pro stanovení viskozity kaučuku nebo kaučukové směsi při dané teplotě je potřebná i hustota taveniny, jež se pro nekompaktní materiály nesnadno měří. Stanovit hustotu taveniny lze více způsoby, a to přímo a nepřímo. Tato práce je zaměřena na tři metody stanovení hustoty taveniny přírodního kaučuku a jeho směsi. Použitými metodami byly pyknometrická metoda (nepřímé stanovení), měření elektronickým densimetrem (nepřímé stanovení) a stanovení pomocí přístroje pro měření tavného indexu (přímé stanovení). Každá metoda je jinak přesná a časově náročná. Cílem bylo vybrat nejoptimálnější metodu pro použití v praxi.