Degradace polymerních kompozitů s biologickými plnivy

Ing. Karolína Habrová, MSc

Disertační práce

Degradation of Polymer Composites with Biological Fillers

Anotace:

Disertační práce se zabývá experimentálním hodnocením degradace polymerních kompozitů plněných mikročásticemi z biologického materiálu. Práce je rozdělena do úvodní části - přehledu problematiky v současnosti, na které navazuje experimentální část práce s metodami zpracování a následné statistické vyhodnocení výsledků, včetně obrazového hodnocení interakce, která je nedílnou součástí pro kvalitní hodnocení disintegrace fází. Výsledky experimentálního programu jsou diskutovány se závěry aktuálních vědeckých prací.V literární rešerši je popsán kompozitní materiál a polymerní matrice, která zahrnuje i podrobný popis epoxidové pryskyřice, jež je využita v experimentálním programu. Dále jsou uvedeny biologické materiály používané pro částicové kompozity a rozdělení degradačních procesů a zkoušek. Teoretická část také definuje základní charakteristiky kompozitních materiálů, výzkumy v oblasti částicových polymerních kompozitních materiálů a oblasti degradace a degradačních procesů.V experimentální části jsou podrobně hodnoceny tři druhy kompozitních materiálů - s plnivem z pecek datlí, ze skořápek kokosu a ze skořápek plodu palmy olejné. Všechny druhy plniva byly roztříděny podle velikosti do třech frakcí - 0-100 𝜇m, 100-200 𝜇m a 200-300 𝜇m. Pro zkoušky smykové pevnosti v tahu na přeplátovaných tělesech byly zvoleny hmotnostní koncentrace plniva 2,5, 5 a 10 %. Pro zkoušky pevnosti v tahu byla zvolena hmotnostní koncentrace 30 % a byl zvolen postup výroby kompozitů vakuovou infuzí. Degradace materiálů je důležitým faktorem pro určení aplikačních oblastí daného kompozitu. Výzkum této práce objasňuje a charakterizuje změny mechanických vlastností částicových polymerů po působení degradace a nabízí nové možnosti využití odpadního materiálu vznikajícího po zpracování datlí (pecky z datlí), kokosu (skořápky) a palmového oleje (skořápky jádra plodu).

Abstract:

The dissertation thesis deals with experimental evaluation of degradation of polymer composites reinforced with microparticles from biological material. The work is divided into the introductory part - an overview of the issue at present, which is followed by an experimental part of work with methods of processing and subsequent statistical evaluation of results, including figure analysis of interaction, which is an integral part for quality evaluation of phase disintegration. The results of the experimental program are discussed with the conclusions of current scientific papers.A composite material and a polymer matrix are described in the literature review and include a detailed description of the epoxy resin used in the experimental program. The following are biological materials used for particle composites and distribution of degradation processes and tests. The theoretical part also defines the basic characteristics of composite materials, research in the field of particulate polymer composite materials and the field of degradation and degradation processes.In the experimental part, three kinds of composite materials are evaluated in detail - with filler from date pits, coconut shells, and palm-oil kernel shells. All types of filler were sized according to size into three fractions - 0-100 𝜇m, 100-200 𝜇m and 200-300 𝜇m. For shear tensile tests, filler concentrations of 2,5, 5 and 10 % were selected. For the tensile strength tests, a concentration of 30 % was chosen and a process for producing composites by vacuum infusion was chosen. Degradation of materials is an important factor in determining the application areas of a given composite. Research of this work explains and characterizes changes in mechanical properties of particulate polymers after degradation and offers new possibilities of waste material utilization of date pits, coconut shells and palm oil kernel shells.

Klíčová slova

kompozitní materiál, mechanické vlastnosti, přírodní materiál, druhotné suroviny, degradační procesy, epoxidová pryskyřice

Keywords

natural material, Composite material, mechanical properties, secondary raw materials, degradation processes, epoxy resin

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 1. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Petr Valášek, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Technická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Speciální technologie / Jakost a spolehlivost strojů a zařízení