Chemické modifikace povrchů rozdílných substrátů a jejich charakterizace

Bc. Monika BENKOCKÁ

Master's thesis

Chemical modification of surfaces of different substrates and their characterization

Anotácia:

Mnohé polymery hrají díky svým vlastnostem významnou roli v různých oblastech našeho života. Avšak jejich povrchové vlastnosti mohou limitovat jejich případné další využití. Proto se tyto vlastnosti často záměrně modifikují fyzikálními nebo chemickými metodami, čímž dojde ke změně chemického složení povrchu. V této práci byly studovány povrchové vlastnosti nemodifikovaných sklíček, silikátů a různých polymerních folií a jejich změny po modifikaci v tzv. Piranha roztocích a následném navázání vybraných chemických sloučenin. Ze silikátů byly testovány montmorillonit a bentonit. Byly použity folie polytetrafluorethylen (PTFE), polystyren (PS), kyselina polyL-mléčná (PLLA), polyethylentereftalát (PET) a polyethylen (HDPE). Po aktivaci povrchů byly polymery modifikovány vodným roztokem (i) cysteaminu, (ii) ethan-1,2-diaminua (iii) chitosanu. Následné byly navázány některé boranové sloučeniny, vysoce fluorescentní (i)anti-B18H22a (ii)jeho thiolovaný derivát 4,4'-(HS)2-anti-B18H20. Všechny studované materiály byly před a po jednotlivých krocích modifikace studovány mnoha dostupnými technikami. Povrchové prvkové složení bylo stanoveno rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS), povrchová chemie a náboj elektrokinetickou analýzou, smáčivost povrchu stanovením kontaktního úhlu goniometricky. Fluorescentní a fotofyzikální vlastnosti byly prokázány pomocí UV-Vis spektroskopie, struktura silikátů pomocí rentgenové difrakce (XRD). Na vybraných površích byly provedeny mikrobiální testy, (i) testy na inhibici růstu řas, (ii) antibakteriální testy.

Abstract:

Many polymers play crucial role in many areas of life due to their surface properties. But these properties can limit their further use in some areas. Physical or chemical modification of these polymers can change their chemical composition. In this work there were studied surface properties of glasses, montmorillonite substrates and polymer foils and changes in their properties after activation with Piranha solution and subsequent grafting with selected chemical compounds. There were used foils of polytetrafluorethylene (PTFE), polystyrene (PS), poly L-lactide acid (PLLA), polyethyleneterephthalate (PET) and polyethylene (HDPE). After surface activation it was modified by water solution of (i) cysteamine, (ii) ethylenediamine and (iii) chitosan. Subsequently, the surfaces were grafted with some boron cluster compounds, (i) highly fluorescent boron hydride cluster anti-B18H22 or (ii) their thiolated derivate 4,4'-(HS)2-anti-B18H20. All studied materials were characterized before and after modification by several available methods. Chemical composition of surface was characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), surface chemistry was studied by electrokinetic analysis, surface wettability by goniometry from static contact angle measurement. Fluorescent and photophysical properties were demonstrated with UV-Vis spectroscopy, silicate structures by X-ray diffraction. Some microbial tests were realized on selected surface samples.

Kľúčové slová

Polymery, silikáty, sklo, XPS, elektrokinetická analýza, goniometrie, UV-Vis spektra, borany, inhibice růstu řas

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2015

Zverejniť od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. Ing. Zdeňka Kolská, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Nanotechnology / Applied Nanotechnology