Vliv degradace na mechanické vlastnosti nanovlákenných polyesterových materiálů

Maxim Lisnenko

Bachelor's thesis

Effect of degradation on the mechanical properties of nanofibrous polyester materials

Abstract:

Hlavním cílem práce je studium mechanických vlastností polyesterových nanovlákenných materiálů v průběhu degradace. Degradace materiálů bylo docíleno pomocí enzymů, které katalyzují rozklad polyesterů. V teoretické části je stručně popsána výroba nanovlákenných vrstev pomocí elektrostatického zvlákňování, dále jsou krátce charakterizovány chemicko-fyzikální vlastnosti použitých materiálů tedy PCL, PLCL a jejich směsi, a dále jsou popsány typy degradací. V experimentální části je uveden popis degradování materiálů jedná se o simulace procesu degradace pomocí specifických enzymů (Lipáza a Proteináza K), s cílem připravit materiály v různých stupních degradace a změřit jejich mechanické vlastnosti. V rámci degradace byly stanovovány váhový úbytek, změna molekulové hmotnosti, morfologie materiálů a změna krystalinity. Pro charakteristiku mechanických vlastností byla použita zkouška tahem. Byly určovány napěťové a deformační charakteristiky, kterými jsou pevnost v tahu, tažnost a modul pružnosti. V závěru jsou vyhodnoceny výsledky práce, které ukazují, že se v průběhu degradace výrazně zhoršují mechanické vlastnosti u všech testovaných materiálů.

Abstract:

The main aim of this work is a study the mechanical properties of polyester nanofibrous materials during degradation. The degradation of the materials was achieved by using enzymes that catalyse the decomposition of polyesters. The theoretical part describes, in brief, the production of nanofibrous layers by electrospinning. In addition to this, the part deals with the characteristic of the chemical-physical properties of the used materials such as PCL, PLCL and their Blend in particular, as well as a brief description of degradation types. The experimental part is focused on the description of the degradation of materials, which represents a simulation of the degradation process by using specific enzymes (Lipase and Proteinase K) in order to prepare the materials in different degrees of degradation and to measure their mechanical properties. Weight loss, molecular weight change, material morphology and crystallinity change were the determinants of degradation. A pull test was used as a determinant for mechanics. During the test tensile and deformation characteristics, such as tensile strength, ductility and the elastic modulus, are observed. Finally, the results of the work, which show that the degradation has a significant influence on the mechanical properties that deteriorate during the testing, are evaluated.

Keywords

nanovlákna, degradace, polyestery, enzymatická degradace, mechanické vlastnosti

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Věra Jenčová, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Textile Engineering

Bachelor programme / field:
Textil / Textile Technologies, Materials and Nanomaterials