Vliv hydrolýzy na chemické a fyzikální vlastnosti PAN hydrogelů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou hydrogelů odvozených od polyakrylonitrilu a charakterizací jejich fyzikálních a chemických vlastností. Teoretická část shrnuje základní poznatky z oblasti hydrogelů, a také o polyakrylonitrilu. Dále se zabývá možností zpracování polyakrylonitrilu do reaktivní formy, takzvaného aquagelu a jeho zásadité hydrolýzy za účelem přípravy multi-blokových kopolymerů schopných tvořit 3D síť (gel). Experimentální část prezentuje výsledky charakterizace hydrogelů z polyakrylonitrilu neboli HYPANů, které byly připraveny bazicky katalyzovanou hydrolýzou aquagelu. Aquagel byl připraven rozpuštěním a následnou extruzí polyakrylonitrilu. Vzniklé vlákno bylo zpracováno do formy pelet, které byly dále užity pro zmiňovanou hydrolýzu. Hydrolýza byla prováděna za různých podmínek (teplota, NaOH koncentrace, reakční čas) za účelem přípravy produktů s různým stupněm konverze -CN skupiny. Hydrolýzou vytvořené hydrofóbní a hydrofilní bloky, mohou zformovat 3D síť o různých vlastnostech, závisejících na poměru mezi počtem a délkou bloků. Z hydrolyzátů byly připraveny hydrogely jejichž visko-elastické a optické vlastnosti byly dále charakterizovány. Optimalizací přípravy bylo dozaženo multi-blokového kopolymeru schopného vytvořit gel s vhodnými fyzikálními vlastnostmi. Tento gel může najít uplatnění v medicíně, například jako implantáty v oftamologii.
Presented diploma thesis describes the preparation of polyacrylonitrile hydrogels and characterization of their physical and chemical properties. Theoretical part sums up basic knowledge about hydrogels and polyacrylonitrile . It also deals with processing of polyacrylonitrile into reactive form and its alkaline hydrolysis which leads to multi-blocks copolymer able to create a three-dimensional network (gel). The experimental part presents a characterization of polyacrylonitrile hydrogels (HYPAN) prepared by alkaline catalyzed hydrolysis of a reactive form of polyacrylonitrile (aquagel). The aquagel was produced by dissolving followed by an extrusion. The final fiber was processed into pellets, which underwent alkaline hydrolysis by sodium hydroxide solution. Hydrolysis has carried out under various conditions (temperature, NaOH concentration and reaction time) to obtain products with a different degree of conversion of -CN groups. The hydrophobic blocks and hydrophilic blocks made by hydrolysis can form a 3D network of various properties depending on the ratio between blocks. The hydrogels were prepared from hydrolyzates in an alkaline environment. Some of the hydrolyzates have not created hydrogels but only suspensions (indecent degree of conversion of -CN groups). Therefore, rheological and optical properties were characterized only at samples forming hydrogels. By optimization of reaction conditions, multi-blocks copolymers able to create a gel with suitable physical properties (viscosity, transparency) were prepared with the potentional used in biomedicine e. g. as implants in ophthalmology.
Presented diploma thesis describes the preparation of polyacrylonitrile hydrogels and characterization of their physical and chemical properties. Theoretical part sums up basic knowledge about hydrogels and polyacrylonitrile . It also deals with processing of polyacrylonitrile into reactive form and its alkaline hydrolysis which leads to multi-blocks copolymer able to create a three-dimensional network (gel). The experimental part presents a characterization of polyacrylonitrile hydrogels (HYPAN) prepared by alkaline catalyzed hydrolysis of a reactive form of polyacrylonitrile (aquagel). The aquagel was produced by dissolving followed by an extrusion. The final fiber was processed into pellets, which underwent alkaline hydrolysis by sodium hydroxide solution. Hydrolysis has carried out under various conditions (temperature, NaOH concentration and reaction time) to obtain products with a different degree of conversion of -CN groups. The hydrophobic blocks and hydrophilic blocks made by hydrolysis can form a 3D network of various properties depending on the ratio between blocks. The hydrogels were prepared from hydrolyzates in an alkaline environment. Some of the hydrolyzates have not created hydrogels but only suspensions (indecent degree of conversion of -CN groups). Therefore, rheological and optical properties were characterized only at samples forming hydrogels. By optimization of reaction conditions, multi-blocks copolymers able to create a gel with suitable physical properties (viscosity, transparency) were prepared with the potentional used in biomedicine e. g. as implants in ophthalmology.
Description
Citation
BINAR, R. Vliv hydrolýzy na chemické a fyzikální vlastnosti PAN hydrogelů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Dr. Ing. Martin Palou (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Tomáš Svěrák, CSc. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. (člen)
RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. (člen)
Date of acceptance
2018-05-28
Defence
Diplomant ve velmi zdařilé prezentaci seznámil členy komise s motivací cíle a hlavními výsledky své diplomové práce. Prezentace byla jasná a srozumitelná jak po obsahové tak formální stránce. Dotazy oponenta zodpověděl správně a úplně . V diskuzi prokázal velmi dobrou znalost problematiky speciálních hydrogelů
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 1 roku/let