Optimiranje procesa pripreme punjenih polimernih sustava

diplomski rad

• Naslov (engleski): Optimization of the process of preparing filled polymer systems
• Autor: Ivona Lovriša
• Mentor: Domagoj Vrsaljko (mentor)
• Član povjerenstva: Domagoj Vrsaljko (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Zana Hajdari Gretić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Vesna Ocelić Bulatović (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2016-07-04, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Temeljne tehničke znanosti; Materijali

Sažetak

Cilj ovog rada bio je istražiti utjecaj različitih udjela polietilena (PE) na toplinska i mehanička svojstva, te morfologiju polimernih mješavina na osnovi polilaktida (PLA). Svrha miješanja PE s PLA bila je dobivanje biorazgradive polimerne mješavine sa što manjim udjelom petrokemijske sintetske komponente te sniženje cijene krajnjeg polimernog proizvoda. Kao druga komponenta u mješavinama na osnovi PLA korišteni su polietileni različitih gustoća, polietilen niske gustoće i visoke gustoće. Nadalje, s aspekta primjene polimernog proizvoda cilj je bio prevladati nedostatke PLA, kao što su visoki modul i krutost, uz zadržavanje dobrih svojstava izvorno visoke čvrstoće PLA, kako bi dobili čvrst, ali i elastičan te fleksibilan materijal. Zbog nemješljivosti komponenata nužno je dodavanje punila čija je svrha modifikacija međupovršine što omogućuje bolje povezivanje polimera i bolja mehanička svojstva. Kako bismo proučili djelovanje punila na sustav PLA/PE-LD i PLA/PE-HD, odabranim mješavinama dodano je nanopunilo CaCO3 (5 masenih %) te su ispitana svojstva pripremljenih nanokompozita. Karakterizacija čistih komponenata, mješavina i kompozita provedena je rasteznim ispitivanjem, ispitivanjem udarne žilavosti, razlikovnom pretražnom kalorimetrijom (DSC) i pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM). Dodatkom druge komponente, PE, dolazi do očekivanog smanjenja inicijalno visoke prekidne čvrstoće čistog PLA i do smanjenja modula i krutosti, dok se istezljivost povećava tek kod većih udjela PE u mješavinama. Najlošija svojstva kod oba sustava, s PE-LD i PE-HD, primjećuju se kod mješavina s istim udjelima oba polimera, PLA i PE. Nanopunilo je dodano mješavinama s malim udjelom polietilenske komponente. Nanopunilo se ne smješta na međupovršinu između nemješljivih polimera, ali utječe na poboljšanje svojstava sustava PLA/PE-LD. Utječe na poboljšanje čvrstoće i žilavosti, a povećava i kristalnost sustava PLA/PE-LD kojem se dodaje, dok na sustav PLA/PE-HD ne utječe značajnije.

Sažetak (engleski)

The aim of this study was to research the influence of polyethylene (PE), which is added in various amounts, on the thermal and mechanical properties, also, morphology of polymer blends based on polylactide (PLA). The purpose of blending PE with PLA was to produce a biodegradable polymer blends with a small amount of petroleum – based synthetic component and to reduce the price of final polymer product. As the second component in the PLA – based blends, polyethylenes of various densities were used, such as low density and high density polyethylene. Furthermore, from the point of application of the final polymeric product, the aim was to overcome the disadvantages of PLA, such as high modulus and stiffness, while maintaining good properties of PLA, such as high strength, to obtain firm, but elastic and flexible material. Due to the immiscibility of the components, it is necessary to add filler with the purpose to modify the interface between polymers which would provide better adhesion and mechanical properties of the material. In order to study the effect of filler on the PLA/LDPE and PLA/HDPE systems CaCO3 nanofiller (5wt. %) was added to the selected blends, and the properties of nanocomposites were tested. Pure components, blends and composites were characterized by tensile test and impact resistance examination, differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). When the second component is added, it reduces the initial high strength at break of pure PLA and, also, module and stiffness, while the elasticity increases only with larger amounts of PE in blends. The worst properties for both systems, with LDPE and HDPE, are noticed for the mixtures with the same amounts of both polymers. Nanofiller was added to the mixtures with small amount of PE component. Nanofiller is not situated at the interface, but it still affects the properties of PLA/LDPE blends. Nanofiller improves strength and toughness; also it increases crystallinity of PLA/LDPE systems, but has no effect on mechanical properties of PLA/HDPE blends.

• Ključne riječi: polimerne mješavine; nanokompoziti; PLA; PE-LD; PE-HD; kalcijev karbonat; mehanička svojstva; toplinska svojstva; morfologija
• Ključne riječi (engleski): polymer blends; nanocomposites; PLA; LDPE; HDPE; calcium carbonate; mechanical properties; thermal properties; morphology
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:284442
• Studijski program: Naziv: Kemijsko inženjerstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (mag. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2017-04-18 12:17:43