Přírodní fotosensitivní látky a jejich vliv na stabilitu vybraných polymerů

Bc. Oleg Egorov

Diplomová práce

Natural photosensitive compounds and their effect on the stability of the selected polymers

Anotace:

Tato diplomová práce je zaměřena na sledování vlivu komplexního extraktu Heracleum mantegazzianum a fotoaktivních látek obsažených v něm na strukturu a vlastnosti folií vyrobených z kyseliny polymléčné (PLA). Literární část této práce je věnována jak přehledu běžně používaných syntetických přísad do polymerů, tak i přehledu nových perspektivních přísad přírodního původu. Kromě toho byla shrnuta environmentální problematika použití některých typů přísad. Praktická část této práce byla zaměřena na sledování vlivu UV-C záření na strukturu a vlastnosti jak čistých PLA folií, tak i folií modifikovaných přídavkem extraktu Heracleum mantegazzianum. Pro charakterizaci strukturních změn byly použity metody FTIR-spektrometrie, RTG a pro studium tepelných vlastností DSC analýza. Povrchová morfologie sledovaných vzorků byla charakterizována pomocí rastrovací elektronové mikroskopie. Biologická rozložitelnost studovaných vzorků byla hodnocena v půdním prostředí (při T = 37 °C) a v prostředí kompostu (při T = 58 °C). Také byla provedena abiotická hydrolýza v prostředí fosforečnanového pufru při T = 58 °C. Na základě provedených testů bylo prokázáno, že přídavek 3 hm. % sušiny extraktu Heracleum mantegazzianum má významný stabilizační efekt na PLA folie při jejich exponování UV-C zářením. Bylo zjištěno, že přídavek extraktu Heracleum mantegazzianum nemá významný inhibiční vliv na mikroorganismy půdy či kompostu, avšak může ovlivňovat diverzitu mikrobiálních konsorcií, což bylo prokázáno pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a fluorescenční mikroskopie.

Abstract:

This thesis is focused on monitoring the influence of the complex extract of Heracleum mantegazzianum and the photoactive substances contained in it on the structure and properties of foils made from polylactic acid (PLA). The literary part of this work is devoted to both an overview of commonly used synthetic additives for polymers, as well as an overview of new perspective additives of natural origin. In addition, the environmental issue of the use of some types of additives was summarized. The practical part of this work was focused on monitoring the effect of UV-C radiation on the structure and properties of both pure PLA foils and foils modified with the addition of Heracleum mantegazzianum extract. FTIR-spectrometry, X-ray and DSC analysis were used to characterize the structural changes. The surface morphology of the monitored samples was characterized using scanning electron microscopy. The biodegradability of the studied samples was evaluated in the soil environment (at T = 37 °C) and in the compost environment (at T = 58 °C). Abiotic hydrolysis was also performed in a phosphate buffer environment at T = 58 °C. Based on the tests, it was proven that the addition of 3 wt. % dry matter of Heracleum mantegazzianum extract has a significant stabilizing effect on PLA films when they are exposed to UV-C radiation. It was found that the addition of Heracleum mantegazzianum extract does not have a significant inhibitory effect on soil or compost microorganisms, but it can influence the diversity of microbial consortia, which was demonstrated using scanning electron microscopy and fluorescence microscopy.

Klíčová slova

fotosensitivní látky, Heracleum mantegazzianum, furanokumariny, kyselina polymléčná, fotooxidace, biodegradace.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Magisterský studijní program / obor:
Environmentální inženýrství / -