Rok 2016
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Rok 2016 by Title
Now showing 1 - 8 of 8
Results Per Page
Sort Options
- ItemExperimentální metoda pro hledání souvislostí mezi prodyšností a strukturální změnou textilie(Technická Univerzita v Liberci, ) Veselá, Daniela
- ItemHybrid woven structures(Technická Univerzita v Liberci, ) Jamshaid, HafsaTato disertační práce poskytuje podrobnější informace o vlastnostech čedičových vláken vedle běžně používaných vláken, a to pro návrh a vývoj hybridních tkaných textilií určených pro výrobu kompozitních materiálů, zejména betonu vyztuženého textilií (TRC). Zkoumány jsou různé kombinace čedičové hybridní tkaniny s ohledem na mechanické, tepelné, akustické, elektrické a jiné vlastnosti, přičemž vliv hybridizace a struktury tkaných textilií je studován detailněji. Mechanické vlastnosti jsou predikovány s použitím a strukturální modely korelovány s výsledky získanými z provedených experimentů. Čedičová vlákna jsou velmi perspektivním materiálem díky jejich ohnivzdornosti spojené s lávovým původem, vynikajícím mechanickým vlastnostem a relativně nízké ceně. Na druhou stranu, tato vlákna doposud nebyla podrobena rozsáhlejšímu průzkumu, protože je možno je považovat za relativně nový typ vlákna. V technických článcích je možno nalézt jen omezené množství údajů o jejich chování po zpracování, jež je spojeno se stárnutím materiálu. Disertační práce prozkoumává možnosti využití čedičových vláken v kombinaci s jinými typy přízí a následně také vliv hybridní tkané struktury na nosnost kompozitu a dobu jeho životnosti. V této studii je vyšetřeno nosné chování TRC kompozitu (kompozitní systém tvořený jemnozrnnou betonovou matricí a výztuží složenou z vysoce funkčních vláken zpracovaných do plošné textilie) při jednoosém namáhání tahem. Průzkum je zaměřen na výztužnou schopnost hybridní tkané struktury. Při začleňování textilní struktury do betonu je zřejmé, že veškeré příze nejsou impregnovány cementovou matricí kompletně, což vede k heterogenitě systému beton - příze přispívajícímu ke komplexní nosnosti a defektnímu chování TRC kompozitu. Hlavním cílem této práce je tedy průzkum hybridizačních efektů na nosné chování TRC kompozitu.
- ItemMechanical and thermo-acoustic characterization of barkcloth and its polymer reinforced composites(Technická Univerzita v Liberci, ) Rwawiire, SamsonKompozity vyztužené přírodními vlákny dnes přitahují pozornost díky mnoha svým výhodám - jsou biologicky odbouratelné a mechanicky odolné. Potřeba zmírnit klimatické změny způsobené emisemi skleníkových plynů vede k vývoji udržitelných a environmentálně šetrných surovin. Rostlinná vlákna a biologicky odbouratelné pryskyřice jsou zkoumány jako alternativa pro kompozitní materiály, které jsou na rozdíl od svých syntetických protějšků recyklovatelné. V této práci je zkoumána netkaná textilie získaná z kůry (barkcloth) stromů z čeledi morušovníkovitých rostoucí přirozenou cestou a tedy bez potřeby tovární výroby, která je použita jako výztuž epoxidových polymerů. Tato textilie se jeví jako vhodná výztuž pro aplikace v automobilovém průmyslu. Protože dosud nebyly publikovány studie, které by se tímto typem materiálu zabývaly, krom těch, které publikoval autor, je součástí této práce podrobná analýza mechanických a tepelně-akustických vlastností studovaného materiálu a z něj vyrobených polymerových kompozitů.Mikrostruktura a morfologie materiálu byly zkoumány s využitím rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM), analýza chemického složení a charakteru funkčních skupin na povrchu proběhla s využitím FTIR. K hlubšímu porozumění chování materiálu po modifikaci povrchu byla využita rentgenová difrakce (XDR) na alkalicky ošetřeném povrchu. Modifikace povrchu byly provedeny enzymaticky, plazmaticky a vybranými alkalickými činidly. V navržených kompozitech byl použit povrchově upravený materiál, kterým byly vyztuženy jak syntetické, tak biodegradabilní pryskyřice.Testovací vzorky kompozitů byly vyrobeny tak, aby jejich tloušťka odpovídala standardům používaným při zkoušce tahem (ASTM D3033). Pro jejich vyztužení byly použity čtyři vrstvy netkané textilie z kůry. Hierarchická architektura materiálu založená na rozložení mikrovláken byla využita při návrhu orientace jednotlivých vrstev. Při výrobě kompozitů ze syntetické i bio- pryskyřice byly použity technologie VARTM a technologie ručního kladení . Nejprve byl analyzován vliv rozložení jednotlivých vrstev na vlastnosti kompozitu ze syntetické pryskyřice a následně bylo vybráno nejvhodnější rozložení vyztužujících vrstev. Takto rozložené vrstvy byly využity pro přípravu kompozitu s biologicky odbouratelnou pryskyřicí. Jako nejlepší se ukázalo následující kladení vrstev: 90o, 0°, -45o, 45°, které vykazovalo nejlepší mechanické vlastnosti, a proto byly pro další výzkum připravovány biokompozity s takto rozloženou výztuží. Statické a tepelně-mechanické analýzy byly dále provedeny pro tento soubor kompozitů.V provedeném výzkumu byly poprvé prozkoumány také tepelně-akustické vlastnosti textilie z kůry a z nich vyrobených kompozitů. Cílem studie bylo prozkoumat potenciál textilie z kůry jako zvukově izolačního materiálu, zejména pro interiéry automobilů. Teoreticko-empirické modely zvukové izolace byly užity při predikci chování materiálu a výsledky byly srovnány s komerčně dostupnými produkty v automobilovém průmyslu.
- ItemModelování a simulace bičující nestability při elektrostatickém zvlákňování(Technická Univerzita v Liberci, ) Šimko, Milan
- ItemNanofibrous vascular grafts(Technická Univerzita v Liberci, ) Horáková, JanaV současnosti není v klinické praxi cévní náhrada s vnitřním průměrem pod 6 mm, která by spolehlivě fungovala v dlouhodobém horizontu. Disertační práce se zabývá přípravou maloprůměrových cévních náhrad z biodegradabilních polymerů, které jsou testovány jako potenciálně vhodné materiály pro přípravu tkáňových nosičů pro vaskulární cévní systém. Hlavní myšlenkou tkáňového inženýrství je napodobování přirozeného prostředí - mezibuněčné hmoty. Proto byla ideální cévní náhrada navržena jako dvouvrstvá tubulární struktura s definovanou morfologií vláken. Tato definovaná struktura byla vytvořena elektrostatickým zvlákňováním polykaprolaktonu (PCL). Podobnost morfologie vláken s mezibuněčnou hmotou předpokládá, že po implantaci do organismu proběhne regenerace funkční tkáně. Kromě polymeru polykapronu byl testován polymer ze stejné třídy polyesterů - kopolymer polylatidu a polykaprolaktonu (PLC 70/30). Cévní náhrada připravená z toho polymeru byla tvořena pouze jednou vrstvou.Pro porovnání vlastností polymerů byla provedena charakterizace obou elektrostaticky zvlákněných materiálů. Kopolymer PLC je mírně hydrofilnějšínež polykaprolakton. Termické vlastnosti obou polymerů se značně liší. Zatímco kopolymer PLC je převážně amorfní s teplotou tání okolo 110°C, polykaprolakton je semikrystalický polymer s teplotou tání kolem 57°C. Mechanická pevnost a prodloužení je přibližně desetkrát větší u elektrostaticky zvlákněného kopolymeru PLC než u polykaprolaktonu.Biologické testování elektrostaticky zvlákněných materiálů potvrdilo biokompatibilitu obou testovaných polymerů s fibroblasty i s endotelovými buňkami. Vyšší proliferační stupeň byl pozorován při kultivaci buněk na mírně hydrofilnějším kopolymeru PLC, který zřejmě umožňuje lepší buněčnou adhezi. Vlákenné materiály byly rovněž testovány po interakci s krevními destičkami, které se po inkubaci aktivovaly a agregovaly. Mírnější aktivace byla pozorována po interakci s hladkými foliemi vyrobenými ze stejných materiálů, což dokládá, že na aktivaci destiček má vliv morfologie povrchu. Zvýšená aktivace trombocytů byla naopak pozorována při dynamické inkubaci vlákenných tubulárních vzorků.Vlákenné tkáňové nosiče byly využity jako systém cíleného uvolňování léčiv, konkrétně oxidu dusnatého (NO), který má pozitivní účinky na ardiovaskulární systém. Vlákna polykaprolaktonu byla obohacena o donory NO ze skupiny S-Nitrosothiolů, které umožňují uvolňování NO ve fyziologickém rozmezí po 42 dní v in vitro podmínkách. Po implantaci cévních náhrad jako náhrada břišní části aorty u potkanů bylo zjištěno, že NO inhibuje buněčnou infiltraci do vnitřní a střední vrstvy cévní náhrady. Tento snížený výskyt zánětlivých buněk může bránit vzniku neointimální hyperplazie způsobenou hladkosvalovými buňkami v pozdějších stadiích implantace.
- ItemProduction of Nonwoven Fabrics by Using Silk Fibres via Electrospinning Technique(Technická Univerzita v Liberci, ) Sasithorn, NongnutTato dizertační práce se zabývá výrobou nanovlákenných vrstev z fibroinu z přírodního hedvábí (silk fibroin, dále jen SF), a směsí SF s polykaprolaktonem (PCL) připravené metodou bezjehlového elektrostatického zvlákňování (technologie NanospiderTM). V procesu zvlákňování byla zkoumána inovativní metoda přípravy zvlákňovacího roztoku SF za použití rozpouštědla ve formě směsi kyseliny mravenčí a chloridu vápenatého. Výzkum byl zaměřen na vliv koncentrace roztoku fibroinu, použitého napětí a vzdálenosti elektrod na morfologii vzniklých vláken i na samotný proces zvlákňování. In vitro testy za použití 3T3 myších fibroblastů, lidských kožních fibroblastů, MG 63 osteoblastů a lidských endotelových buněk z pupečníkové žíly byly zvoleny pro hodnocení biokompatibility vlákenných vrstev. Dále byla sledována pevnost v tahu a hydrofilita spolu s dalšími fyzikální vlastnostmi vytvořených vlákenných vrstev. Rozpouštědlový systém, který sestával z kyseliny mravenčí a chloridu vápenatého, byl schopen rozpustit SF za pokojové teploty při použití poměru 0,25 g chloridu vápenatého na 1 g SF. Tento rozpouštědlový systém je vhodný pro nanovláken metodou elektrostatického zvlákňování na poloprovozní jednotce Superlab.Průměr vláken, získaných za použití zmíněného rozpouštědlového systému, se pohyboval v rozmezí 100 nm až 2400 nm v závislosti na parametrech zvlákňovacího procesu. Pro přípravu nanovláken prostřednictvím bezjehlového zvlákňování byla optimální koncentrace SF od 8% hmot. do 12% hmot. S rostoucí koncentrací a napětím se zlepšovala zvláknitelnost roztoku a produktivita zvlákňovacího procesu. Zatímco vlákna ze samotného SF měla špatné mechanické vlastnosti, ukázalo se, že ve směsi s PCL docházelo k výraznému zlepšení. Průměr směsných nanovláken byl nižší a pružnost těchto vrstev byla vyšší než v případě čistého SF. Se zvyšujícím se podílem PCL však docházelo ke zhoršení zvlákňovacího procesu.Nanovlákenné vrstvy z čistého SF a ze směsi SF a PCL jsou materiály s potenciálem pro využití v biomedicínských aplikacích, jako jsou kryty ran nebo tkáňové inženýrství zaměřené na regeneraci kostních tkání. In vitro testy s živými buňkami, především MG 63 osteoblasty, potvrdily velmi dobrou biokompatibilitu připravených nanovlákenných vrstev. PCL/SF nanovlákna navíc našla své uplatnění jako nosič pro imobilizaci lakázy Trametes versicolor. Nejen že se tato směsná nanovlákna uplatnila jako nosič pro enzym, ale zároveň měla imobilizovaná lakáza velmi dobré výsledky v oblasti degradace endokrinních disruptorů (bisfenol A a 17?-ethinyl estradiol). Imobilizace lakázy na PCL/SF nanovlákna má potenciál pro využití při čištění odpadních vod.
- ItemSelected Mechanical Properties of Polymeric Optical Fiber (POF)(Technická Univerzita v Liberci, ) Huang, JuanIntegrace polymerních optických vláken (POF) do textilií je přínosem z hlediska designu na jedné straně, ale na druhé straně umožňuje také zviditelnění obrysů osob, zvířat, předmětů, vymezení překážek (schody, kraje koberců) apod. Při zabudování optických vláken do textilií se sleduje zejména jejich ohebnost, trvanlivost a intenzita vyzařování. Ve srovnání se standardními textilními materiály (příze, hedvábí) jsou některá POF relativně křehká, tuhá a citlivá na ohyb v závislosti na jejich průměru. V současné době je průměr běžně využívaných POF pro tkaniny, pleteniny a výšivky v rozmezí od 0,2 do 1,0 mm. Pro integraci do oděvních textilií s cílem zviditelnění osob lze použít stranově vyzařující optická vlákna o průměru 2-6 mm a např. Pro osvětlení chodeb a vymezení překážek je možno použít optická vlákna o průměru od 6 mm výše. Pro uvedené aplikace je nutno vždy hledat kompromis mezi dostatečnou ohebností a světelným výkonem vláken. Pro zvýšení intenzity vyzařování se používá pokrytí povrchu stranově vyzařujících vláken textilním potahem. Vlákna jsou umístěna v dutině tkaniny nebo opletena textilními přízemi Textilní potah současně chrání optické vlákno před mechanickým poškozením a vlivem UV záření a zvyšuje komfort při nošení. Disertační práce je zaměřena na zkoumání vybraných mechanických vlastností POF. Experimentální práce je založena nejprve na zkoumání tahových vlastností stranově vyzařujících optických vláken v závislosti na jejich průměru. S rostoucím průměrem vlákna se relativní pevnost a tažnost snižuje. Modul optických vláken se mění významně spolu se změnami pevnosti a tažnosti. Podobně jako u syntetických polymerních vláken ovlivňuje také upínací délka pevnost polymerních optických vláken. Výsledky získané na základě Weibullova rozdělení indikují exponenciální pokles pevnosti v závislosti na upínací délce. POF mají strukturu jádro/plášť. Příspěvek této struktury i vlastností na rozhraní povrchů mezi jádrem a pláštěm k mechanickým vlastnostem POF byl zkoumán s využitím nanoindentační metody. Bylo zjištěno, že jádro POF je tvrdší než plášť. Obě komponenty, jak jádro, tak i plášť indikují velmi silnou citlivost na rychlosti zatěžování v průběhu nanoindentačního testu, která může být popsána pomocí visko-elastických vlastností polymerů. Odhad šířky mezifáze je přibližně v rozmezí od 800 ~ 1600 nm. Při hodnocení ohebnosti a životnosti (únavy) POF, byly vzaty v úvahu dva typy testování. Nejprve bylo testováno cyklické namáhání založené na měření deformační odezvy POF na konstantní amplitudu zatěžování. Výsledky ukazují, že jak cyklické protažení, tak i celkové protažení souvisí s přírůstkem únavových cyklů. Ve srovnání s jinými vlákny vykazuje POF o průměru 0,5 mm vyšší celkové protažení, ale nižší cyklické protažení, než POF s větším průměrem. To by mohlo být vysvětleno různým množstvím nevratné deformace každého vlákna v průběhu testování únavy. Dále bylo provedeno testování odolnosti v ohybu dle počtu ohybových cyklů do přetrhu. Bylo ukázáno, že tato veličina je významně ovlivněna podmínkami testování, což je úhel ohybu a rychlost. Byl hodnocen také koeficient ohybové citlivosti a porovnán s hodnotami běžnými pro jiné materiály.
- ItemTeoretická a experimentální analýza struktury a vlastností polopropustných membrán pro oděvní účely(Technická Univerzita v Liberci, ) Knížek, Roman