Rok 2016

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 8
  • Item
    Hybrid woven structures
    (Technická Univerzita v Liberci, ) Jamshaid, Hafsa
    Tato 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.
  • Item
    Mechanical and thermo-acoustic characterization of barkcloth and its polymer reinforced composites
    (Technická Univerzita v Liberci, ) Rwawiire, Samson
    Kompozity 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.
  • Item
    Production of Nonwoven Fabrics by Using Silk Fibres via Electrospinning Technique
    (Technická Univerzita v Liberci, ) Sasithorn, Nongnut
    Tato 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.