Hydrogely na bázi biopolymerních materiálů pro zemědělské aplikace

Bc. Magdalena Žalková

Master's thesis

Biopolymer-Based Hydrogels for Agriculture Applications

Anotácia:

Diplomová práce se věnuje přípravě a charakterizaci hydrogelů na bázi obnovitelných biopolymerních materiálů a kyselé syrovátky, která je jako vedlejší produkt mlékárenské výroby v současnosti obtížně dále využitelná. Teoretická část popisuje negativní dopady sucha na krajinu a kvalitu půdy a možnosti, jak těmto negativním vlivům předcházet, zejména pomocí aplikace hydrogelů. V této části se dále uvádí přírodní suroviny, které nacházejí využití při výrobě biodegradabilních hydrogelů a možnosti jejich aplikace v zemědělství. Praktická část je věnována přípravě hydrogelů na bázi celulózy, kyseliny polymléčné a polyvinylalkoholu, síťované kyselinou citronovou o různých koncentracích a jejich následné charakterizaci. Byly studovány zejména jejich strukturní vlastnosti, schopnost absorpce a reabsorpce za různých podmínek včetně stanovení retenčních schopností v půdě. Dále byla hodnocena biodegradace v půdě a vliv aplikace hydrogelu na klíčivost a růst testovaných rostlin. Na základě získaných výsledků byl zhodnocen potenciál připravených hydrogelů pro jejich využití v zemědělství.

Abstract:

The diploma thesis is devoted to the preparation and characterization of hydrogels based on renewable biopolymer materials and acid whey, which as a by-product of dairy production is currently difficult to further utilize. The theoretical part describes the negative effects of drought on the landscape and soil quality and the possibilities of how to prevent these negative effects, especially by using hydrogels. In this section, natural raw materials that find use in the production of biodegradable hydrogels and the possibilities of their application in agriculture are also presented. The practical part is devoted to the preparation of hydrogels based on cellulose, polylactic acid and polyvinyl alcohol, cross-linked with citric acid of various concentrations and their subsequent characterization. Their structural properties, ability to absorb and reabsorb under different conditions were studied, including the determination of retention abilities in the soil. Furthermore, the biodegradation in the soil and the effect of hydrogel application on the germination and growth of the tested plants were evaluated. Based on the obtained results, the potential of the prepared hydrogels for their use in agriculture was evaluated.

Kľúčové slová

hydrogely, syrovátka, kyselina citronová, kyselina polymléčná, polyvinylalkohol

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / odbor:
Polymer Engineering / -