Biodegradace směsných materiálů na bázi polyesterů a minerálních plniv

Bc. Ondřej Vašulka

Master's thesis

Biodegradation of Mixed Materials Based on Polyesters and Mineral Fillers

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývala biodegradací alifaticko-aromatického kopolyesteru PBAT, který se dodává pod komerčním názvem Ecoflex, s různými poměry syntetického zeolitu (0, 1, 5, 10 a 15 hm%). Byl zkoumán vliv na biodegradabilitu materiálu přídavkem zeolitu a ozářením vzorků UV-zářením. Připravené vzorky byly biodegradovány v kompostu při teplotě 58°C po dobu 128 dní. Po ukončení biodegradačního pokusu bylo zjištěno, že nejvíce mineralizován byl vzorek neozářené směsi Ecoflexu s 5 hm% zeolitu a to ze 67,24%. Ozářena směs Ecoflexu s 10 hm% zeolitu byla mineralizována z 61,20%. Ostatní vzorky, ozářené i neozářené, byly mineralizovány z 25 50% a nejhůře mineralizován byl vzorek ozářeného Ecoflexu bez přídavku zeolitu a to jen z 17,16%. Změny termických vlastností byly měřeny pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie a bylo zjištěno, že po biodegradaci docházelo k výraznému růstu teploty krystalizace v řádu desítek °C a také teploty tání, ale u té nedošlo k tak výrazným posunům. Byla měřena také krystalinita před a po ukončení pokusu. Její nízká hodnota (5-13%), typická pro Ecoflex, na počátku byla po biodegradaci nižší o 1-5%. Přídavkem zeolitu k Ecoflexu bylo dosaženo lepších výsledků biodegradace. UV-zářením byly způsobeny změny ve zhutnění sítě a vznik gelové fáze ve struktuře Ecoflexu, ale přídavkem zeolitu bylo docíleno vzniku menší gelové fáze a lepší biodegradovatelnosti daných vzorků.

Abstract:

This diploma thesis deals with the biodegradation of the aliphatic-aromatic copolyester PBAT, which is available under the trade name Ecoflex, with different ratios of synthetic zeolite (0, 1, 5, 10 and 15 wt%). The effect on material biodegradability by addition of zeolite and irradiation of samples by UV radiation was investigated. The prepared samples were biodegraded in compost at 58 ° C for 128 days. Upon completion of the biodegradation experiment, it was found that most of the mineralized was a sample of the non-irradiated Ecoflex mixture with 5 wt.% zeolite from 67.24%. The irradiated Ecoflex mixture with 10 wt% zeolite was mineralized from 61.20%. Other samples, both irradiated and non-irradiated, were mineralized from 25-50% and the worst-mineralized sample was Ecoflex irradiated without the addition of zeolite, and only from 17.16%. Changes in the thermal properties were measured by differential scanning calorimetry and it was found that after the biodegradation there was a marked increase in the crystallization temperature in the order of tens of °C and also the melting point, but no significant shifts occurred. Crystallinity was also measured before and after the experiment. Its low (5-13%), typical of Ecoflex, was initially lower by 1-5% after biodegradation. By adding zeolite to Ecoflex, better biodegradation results have been achieved. UV changes caused changes in mesh compaction and formation of the gel phase in the Ecoflex structure, but the addition of zeolite resulted in a lower gel phase and a better biodegradability of the samples.

Keywords

kopolyester, Ecoflex, biodegradace, zeolit, kompost, UV-záření

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Marie Dvořáčková, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Environmental Protection Engineering