Technologie recyklace odpadního polylaktidu pro 3D tisk
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Táto bakalárska práca sa zaoberá recykláciou odpadového polylaktidu z výrobného procesu a jeho následným využitím v 3D tlači. Aby sa optimalizoval recyklačný proces kyseliny polymliečnej, bola recyklovaná s prídavkom rôznych aditív ako sú poly(3-hydroxybutyrát), mastenec, vápenec a reaktívne činidlá rozvetvujúce polymér Joncryl 4368-CS a Raschig Stabilizer 9000. Taktiež boli tieto materiály skúmané aj s prídavkom zmäkčovadla acetyltributylcitrátu. Vzorky zmesí boli pripravené na dvojzávitnicovom extrudéri a následne pomocou jednozávitnicového extrudéra bol získaný filament, ktorý sa následne využil na 3D tlač technológiou modelovania nanášaním taveniny (FDM). K získaniu optimálnych spracovateľských teplôt pre 3D tlač boli vytlačené teplotné veže. Účinok aditív na charakteristické teploty a stupeň kryštalinity PLA bol zistený diferenciálnou skenovacou kalorimetriou. Vplyv spracovateľského postupu na molekulový reťazec vybraných vzoriek bol pozorovaný metódou gélovej permeačnej chromatografie. Ďalej sa v experimentálnej časti bakalárskej práci skúmal vplyv aditív na mechanické vlastnosti ako sú modul pružnosti, pevnosť v ťahu a ťažnosť. Pôsobením reaktívnych činidiel došlo k zvýšeniu molekulovej hmotnosti. Z časticových plnív pre PLA matricu mal mastenec lepšie mechanické vlastnosti ako vápenec. Najväčší efekt plastifikátora bol vo zmesi s poly(3-hydroxybutyrátom).
This bachelor thesis deals with the recycling of waste polylactide from the production process and its subsequent use in 3D printing. To optimize the recycling process of polylactic acid, it was recycled with the addition of various additives such as poly(3-hydroxybutyrate), talc, limestone and chain extenders Joncryl 4368-CS and Raschig Stabilizer 9000. These materials were also investigated with the addition of the acetyl tributyl citrate plasticizer. Samples of the mixtures were prepared on a twin-screw extruder and subsequently a filament was obtained using a single-screw extruder, which was then used for 3D printing by fused deposition modelling (FDM) technology. Temperature towers were printed to obtain optimal processing temperatures for 3D printing. The effect of the additives on the characteristic temperatures and the degree of crystallinity of the PLA was determined by differential scanning calorimetry. The effect of the processing on the molecular chain of selected samples was observed by gel permeation chromatography. Furthermore, in the experimental part of the bachelor thesis, the influence of additives on mechanical properties such as modulus of elasticity, tensile strength and elongation was investigated. The molecular weight was increased due to the chain extenders. Of the particle fillers for the PLA matrix, talc had better mechanical properties than limestone. The greatest effect of the plasticizer was in a mixture with poly(3-hydroxybutyrate).
This bachelor thesis deals with the recycling of waste polylactide from the production process and its subsequent use in 3D printing. To optimize the recycling process of polylactic acid, it was recycled with the addition of various additives such as poly(3-hydroxybutyrate), talc, limestone and chain extenders Joncryl 4368-CS and Raschig Stabilizer 9000. These materials were also investigated with the addition of the acetyl tributyl citrate plasticizer. Samples of the mixtures were prepared on a twin-screw extruder and subsequently a filament was obtained using a single-screw extruder, which was then used for 3D printing by fused deposition modelling (FDM) technology. Temperature towers were printed to obtain optimal processing temperatures for 3D printing. The effect of the additives on the characteristic temperatures and the degree of crystallinity of the PLA was determined by differential scanning calorimetry. The effect of the processing on the molecular chain of selected samples was observed by gel permeation chromatography. Furthermore, in the experimental part of the bachelor thesis, the influence of additives on mechanical properties such as modulus of elasticity, tensile strength and elongation was investigated. The molecular weight was increased due to the chain extenders. Of the particle fillers for the PLA matrix, talc had better mechanical properties than limestone. The greatest effect of the plasticizer was in a mixture with poly(3-hydroxybutyrate).
Description
Citation
KECÍKOVÁ, A. Technologie recyklace odpadního polylaktidu pro 3D tisk [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Tomáš Svěrák, CSc. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Karel Lang, CSc. (člen)
Date of acceptance
2020-09-02
Defence
Studentka představila velmi zájímavou práci na téma Technologie recyklace odpadního polylaktidu pro 3D tisk. Zaměřila se především na popis metodiky práce s vybraným materiálem a způsoby charakterizace těchto materiálů. Po výyborné prezentaci proběhla diskuse otázek oponenta:
1) Kdy je vhodné při hodnocení toku taveniny používat MFR a kdy MVR?
2) Popište, jak se stanovuje ideální teplota zpracování 3D tiskem pomocí teplotní věže a jaká jsou rizika a nedostatky této metody.
3) Co je příčinou exotermních pásů v oblasti okolo 100°C PLA na Obr. 15 a 17?
Po správném zodpovězení všech otázek následovala diskuse zaměřená na následující otázky:
1) Co je příčinou prodlužování řetězců
2) jakým způsobem se recyklují použité bioplasty
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení