Klíčové vlastnosti vybraných tenzidů pro test odolnosti vysokohustotního polyetylénu metodou napěťového krípu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Práce se zabývá studiem povrchově aktivních vlastností, zeta potenciálem, velikostí částic a smáčivostí surfaktantů (Arkopal N110, Igepal CO-520, Igepal CO-890, Dehyton PL, laurylsulfát sodný a dodecyltrimetylamoniumbromid) vybraných pro metodu napěťového krípu. K určení vlivu tenzidů na povrchové jevy v kapalině při teplotách 25, 50 a 80 °C byla použita Du Noüyeho prstencová metoda měření povrchového napětí. Zkoumán byl vliv koncentrace, charakteru a struktury tenzidu, teploty a v neposlední řadě disperzního prostředí (pH, kvalita). K zjištění velikosti částic bylo použito měření dynamického rozptylu světla a zeta potenciál byl určován elektroforeticky. Výsledky těchto měření byly dány do souvislosti se smáčivostí roztoků tenzidů k vybraným povrchům vzorků vysokohustotního polyetylénu, jenž byla vyhodnocována optickou analýzou na základě určování kontaktního úhlu. Byl vyloučen vliv různé kvality vody. Trend chování tenzidů v zavislosti na teplotě byl specifický pro každý z nich, avšak byla nalezena spojitost s délkou polárního řetězce. Zásadité pH ovlivňovalo vlastnosti amfoterního tenzidu méně příznivě než kyselé, či zásadité, což však mohlo být způsobeno i složením pufru. Roztoky tenzidů měly vesměs monodisperzní charakter, kromě 1mM Igepalu CO-520 a 3mM Dehytonu PL, ve kterých pravděpodobně docházelo ke tvorbě aglomerátů. Smáčivost korespondovala s efektivitou snížení povrchového napětí a adsorpce roztoku. S touto hypotézou však byla v rozporu smáčivost kyselých ani neutrálních roztoků Dehytonu PL ke vzorkům obsahujícím saze.
The thesis deals with the study of surface-active properties, zeta potential, particle size and adhesion of surfactants (Arkopal N110, Igepal CO-520, Igepal CO-890, Dehyton PL, sodium dodecyl sulfate and dodecyltrimethylammonium bromide) selected for full notch creep test method. To determine the surface phenomena occuring in a solution due to their presence at 25, 50 and 80 °C, the Du Noüy ring method of surface tension measurement was used. The importance of factors such as concentration, ionic character and the molecular structure of the surfactants, temperature and dispersion media (pH, purity) were analysed. Dynamic light scattering measurements were performed in order to evaluate the particle size and the electrophoresis method was used to determine the zeta potential. The results were compared to the contact angle measurements, i. e. adhesion tendency between surfactant solutions and the surface of selected types of high density polyethylene. The optical analysis was used to evaluate the contact angle. The negative impact of water purity was negated. The temperature dependecy was specific for each of the examined surfactant species, however the relationship between temperature and the length of hydrophilic chain was discovered. Alkaline pH was less convenient for amphoteric surfactant than acid or neutral environment, but this might have been caused by components contained in the buffer. The character of surfactant solutions was mostly monodisperse. The only exceptions were 1mM Igepal CO-520 and 3mM Dehyton PL. Further investigation led to conclusion that the molecules tend to form agglomerates. Adhesion was in accordance with surfactant effectiveness of surface reduction and adsorption. However, this theory did not match the data obtained from testing acid and neutral Dehyton PL solutions' adhering to polyethylene species containing carbon black.
The thesis deals with the study of surface-active properties, zeta potential, particle size and adhesion of surfactants (Arkopal N110, Igepal CO-520, Igepal CO-890, Dehyton PL, sodium dodecyl sulfate and dodecyltrimethylammonium bromide) selected for full notch creep test method. To determine the surface phenomena occuring in a solution due to their presence at 25, 50 and 80 °C, the Du Noüy ring method of surface tension measurement was used. The importance of factors such as concentration, ionic character and the molecular structure of the surfactants, temperature and dispersion media (pH, purity) were analysed. Dynamic light scattering measurements were performed in order to evaluate the particle size and the electrophoresis method was used to determine the zeta potential. The results were compared to the contact angle measurements, i. e. adhesion tendency between surfactant solutions and the surface of selected types of high density polyethylene. The optical analysis was used to evaluate the contact angle. The negative impact of water purity was negated. The temperature dependecy was specific for each of the examined surfactant species, however the relationship between temperature and the length of hydrophilic chain was discovered. Alkaline pH was less convenient for amphoteric surfactant than acid or neutral environment, but this might have been caused by components contained in the buffer. The character of surfactant solutions was mostly monodisperse. The only exceptions were 1mM Igepal CO-520 and 3mM Dehyton PL. Further investigation led to conclusion that the molecules tend to form agglomerates. Adhesion was in accordance with surfactant effectiveness of surface reduction and adsorption. However, this theory did not match the data obtained from testing acid and neutral Dehyton PL solutions' adhering to polyethylene species containing carbon black.
Description
Citation
KŘIVÁNKOVÁ, E. Klíčové vlastnosti vybraných tenzidů pro test odolnosti vysokohustotního polyetylénu metodou napěťového krípu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Date of acceptance
2021-09-06
Defence
Studentka při prezentaci své práce Klíčové vlastnosti vybraných tenzidů pro test odolnosti vysokohustotního polyetylénu metodou napěťového krípu nejdříve představila cíle své práce a popis problému koroze. Pokračovala popisem použitých materiálů, volbou vhodného prostředí a čistoty prostředí. Následně přehledně představila a vysvětlila použité metody včetně parametrů měření. V rámci výsledků studentka ukázala srovnání naměřených povrchových tlaků, změny Gibbsovy molární adsorpce, výsledky získané pomocí dinamického rozptylu světla. V závěru přehledně shrnula získané poznatky a vysvětlila důvody změny smáčivosti.
Následně diplomantka odpověděla na otázky oponenta
1) Jaká je smáčivost sazí, např. vodou či jiným roztokem?
2) Lze predikovat, jestli se budou vzorky HDPE obsahující saze porušovat dříve než vzorky bez nich?
Komise poté položila tyto otázky:
1) Zkoušely jste měřit dinamický uhel smáčení?
2) Kolik měření jste dělala?
3) Co je Imerzní teplo?
Studentka ne veškeré otázky výborně reagovala a prokázala výborné znalosti zkoumané problematiky.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení