Effect of Fillers on Degradation of Polystyrene (Nano)composites

Bc. Barbora HANULÍKOVÁ

Master's thesis

Abstract:

Polymer nanocomposites are popular and often studied group of materials nowadays. During last years of their research, it was found that nanofillers, if their dispersion in the polymer matrix is on proper level, are able to provide excellent mechanical or barrier properties and at the same time do not influence the weight of product or its appearance, because they are useful in very low loadings. This thesis proposes the use of several types of nanofillers for preparation of polystyrene and high impact polystyrene nanocomposites and to observe their behaviour during artificial weathering and initial biodegradation experiment. The main purpose of this investigation was to find, if nanofillers are able to accelerate or slow degradation processes of matrices. Nanocomposites were evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy and carbonyl index, and their appearance by optical spectroscopy and measurement of yellowness index, surface colour coordinates and light transmission. According to all obtained results, layered clay nanocomposites, in some cases, may have the potential for reduction of photodegradation rate, which could provide new opportunities for their applications.

Abstract:

Polymerní nanokompozity jsou v dnešní době oblíbenou a často studovanou skupinou materiálů. Během posledních let jejich výzkumu bylo zjištěno, že nanoplniva jsou při dostatečné disperzi v matrici schopná poskytnout vynikající mechanické a bariérové vlastnosti, a zároveň neovlivnit hmotnost nebo vzhled produktu, protože jsou účinná ve velmi malém množství. Tato diplomová práce se zabývá nanokompozity s matricí z polystyrenu a houževnatého polystyrenu a sledováním jejich chování během umělého stárnutí a zkušebního biodegradačního experimentu. Hlavním cílem tohoto výzkumu bylo zjistit, zda jsou nanoplniva schopná zrychlit nebo zpomalit degradační procesy matric. Nanokompozity byly hodnoceny pomocí Fourierovy transformační infračervené spektroskopie a karbonylového indexu, a jejich vzhled pomocí optické spektroskopie a měření indexu žlutosti, barevných souřadnic povrchu a propustnosti světla. Určitý potenciál pro snížení míry fotodegradace mohou, podle všech získaných výsledků, v některých případech mít vrstevnatá jílová nanoplniva, což by mohlo vést k jejich uplatnění v nové oblasti aplikací.

Keywords

Polystyren, Houževnatý polystyren, Nanokompozit, Nanoplnivo, Fotodegradace, Biodegradace

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2012

Accessible from:: 14. 5. 2012

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Zuzana Dujková

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Polymer Engineering