Studium krystalické struktury polyhydroxybutyrátu a nukleační aktivity vybraných typů aditiv

Abstract

Diplomová práce se zabývá studiem krystalické struktury polyhydroxybutyrátu obsahujícího různé typy aditiv, které byly vybrané za účelem posouzení jejich nukleační aktivity, a které byly do matrice zahnětené. Jedná se o boronitrid (BN), sacharin, hydroxyapatit, plastifikátor Tegmer a tři druhy mastku. Krystalická struktura byla analyzovaná metodou diferenční kompenzační kalorimetrie a rentgenové difrakční analýzy, nadmolekulární struktura byla pozorovaná metodou optické mikroskopie (polarizační a konfokální laserová). Nukleační aktivita aditiv byla vyhodnocená z izotermické a neizotermické krystalizace provedené na kalorimetru a na vyhřívaném stolku optického mikroskopu. Přidaná aditiva nemají vliv na krystalografickou strukturu, ale ovlivňují počet a velikost vzniklých sférolitů včetně defektnosti krystalických domén, což se v konečném důsledku projeví na výsledných mechanických vlastnostech. Jako nukleační činidlo působí BN a mastek, ostatní aditiva nukleaci při nízkých a vysokých teplotách chlazení (vc) inhibují, při středních rychlostech se výrazně neprojevují. Nukleační aktivita není vyhodnocena číselně, protože pokles teploty krystalizace reference s vc není lineární. Výsledky nepřímých metod jsou podloženy obrazovou analýzou krystalické struktury, což je velkým přínosem pro porozumění krystalického chování PHB.

This diploma thesis deals with study of crystalline structure of polyhydroxybutyrate (PHB), which contains different types of additives for studying of their nucleation activity and which were prepared by mixing. It is about boronitrid (BN), sacharin, hydroxapatit, plasticizer Tegmer a tree types of talc. Crystal structure was analysed by differential scanning calorimetry and x-ray diffraction, supramolecular structure was observed by optical microscopy (polarized and confocal laser scanning). Nucleating activity was evaluated by isothermal and non-isothermal crystallization made on calorimeter and heated table of optical microscope. There is not influence of additives on crystallographic structure, but additives affects number and size of spherulites including crystal domains defects, which can have impact on final mechanical properties. BN and talcs react as nucleating agents, other additives during low and high cooling speeds (vc) inhibit nucleation and in middle cooling speeds are without effect. Nucleating activity is not evaluated by numerically, because decrease of crystallization temperature together with vc is not linear. Results of direct methods are based on picture analysis, which is great benefit for understanding of crystal behaviour of PHB.