Biopolimerni kompoziti s ZnO-nanočesticama

diplomski rad

• Naslov (engleski): Biopolymer composites with ZnO-nanoparticles
• Autor: Matea Bukal
• Mentor: Vladimir Dananić (mentor)
• Član povjerenstva: Vladimir Dananić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mirela Leskovac (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Andrej Vidak (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2023-09-25, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Polimeri se danas najčešće dobivaju iz nafte te imaju negativan utjecaj na okoliš. Kako bi se negativan utjecaj na okoliš smanjio, sve češće se koriste biopolimeri. Jedan od često korištenih biopolimera je polilaktid. Iako je danas biomasa za izradu biopolimera lako dostupna, proizvodnja biopolimera je još uvijek skupa što ograničava proizvodnju. Svojstva polimernih materijala mogu se poboljšati dodatkom punila čime se dobiva polimerni kompozit. U ovom radu proučen je utjecaj različitih udjela ZnO nanočestica u kompozitu na osnovi biorazgradivog polilaktida. Uzorci su pripremljeni u Brabender gnjetilici nakon čega su prešani na hidrauličkoj preši te su podvrgnuti različitim metodama karakterizacije. Ispitivana su mehanička i toplinska svojstva pripremljenih kompozita, a goniometrom je određen kontaktni kut potreban za izračun površinske energije pripremljenih kompozita. Mehanička svojstva uzoraka ispitana su rasteznim ispitivanjem na mehaničkoj kidalici. Diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom određeni su fazni prijelazi, a promjena toplinske stabilnosti određena je termogravimetrijskom analizom materijala. Provedene analize pokazale su kako dodatak nanopunila utječe na svojstva čistog polilaktida. Rezultati mjerenja kontaktnog kuta ukazuju na hidrofobnu površinu PLA te hidrofilnu površinu ZnO. Mehanička ispitivanja pokazala su da se dodatkom punila može utjecati na svojstva polimerne matrice te da se pripremljeni kompoziti kidaju krtim lomom. DSC analiza je pokazala da punilo utječe i na staklište kompozita ali i na temperaturu hladne kristalizacije. TGA analizom potvrđeno je da se s promjenom udjela punila mijenjaju svojstva materijala.

Sažetak (engleski)

Although biomass for biopolymer production is readily available today, biopolymers are still expensive to produce, which limits production. Biopolymers are increasingly used to reduce the negative impact on the environment. Polylactide is one of the most commonly used biopolymers. The properties of polymer materials can be improved by adding fillers, resulting in a polymer composite. In this work, the influence of different proportions of ZnO nanoparticles in composites based on biodegradable polylactide was investigated. The samples were prepared in a Brabender Kneader, then compacted in a hydraulic press and characterized using different techniques. The mechanical and thermal properties of the composites prepared were studied, and a goniometer was used to estimate the contact angle required to calculate the surface energy of the composites. The mechanical and thermal properties of the specimens were evaluated, and the mechanical properties of the specimens were studied using tensile tests on a mechanical testing machine. Differential scanning calorimetry was used to identify phase transitions, and the change in thermal stability was determined by thermogravimetric analysis of the material. The phase transitions were determined by differential scanning calorimetry, and the analyses performed showed that the addition of nanofillers affects the properties of pure polylactide. The results of contact angle measurements indicate a hydrophobic surface of PLA and a hydrophilic surface of ZnO. Mechanical tests showed that the properties of the polymer matrix can be affected by the addition of fillers and that the prepared composites have a brittle fracture. DSC analysis showed that the filler affects the glass transition temperature of the composite as well as the cold crystallization temperature. The TGA analysis confirmed that with a change in the filler content, the material properties also change.

• Ključne riječi: biopolimeri; nanokompoziti; polilaktid; cinkov oksid
• Ključne riječi (engleski): biopolymers; nanocomposites; polylactide; zinc oxide
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:049805
• Studijski program: Naziv: Kemija i inženjerstvo materijala; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (univ. mag. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-11-21 12:49:07