Příprava, charakterizace kompozitních systémů na bázi modifikovaného grafen oxidu a termoplastického elastomeru

Abstract

Tato práce se zabývá syntézou a charakterizací částic grafen oxidu, jejich modifikací a přimícháváním těchto částic do polymerní matrice v podobě termoplastického elastomeru, styren-butadien-styrenu. Teoretická část práce se věnuje uhlíkovým materiálům, především pak grafen oxidu, možnostmi jeho syntézy a modifikace. Dále termoplastickými elastomery a kompozity s ohledem na jejich druhy a možnosti přípravy. Praktická část se věnuje syntéze a modifikaci částic grafen oxidu a výrobě kompozitních materiálů, styren-butadien-styrenu s grafen oxidovými částicemi. Infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací bylo prokázáno, že syntéza a modifikace grafen oxidu proběhla úspěšně. Metodami termické analýzy byly zjištěny charakteristické teploty kompozitních materiálů. Pomocí diferenciální snímací kalorimetrie byly zjištěny teploty tání. Z vyhodnocení entalpie tání je patrné, že ta u jednotlivých vzorků spolu se zvyšujícím se obsahem plniva klesá. Z dynamické mechanické analýzy byly určeny teploty skelného přechodu jednotlivých systémů a také to, že teplota skelného přechodu polystyrenu je ovlivněna přidaným plnivem. Termogravimetrická analýza prokázala, že hodnoty nespalitelných zbytků po dokončení teplotního programu zhruba odpovídají hmotnostním procentům plniva obsaženým v matrici. Navíc je z měření patrné, že v průběhu teplotního programu může docházet ke vzniku redukovaného grafen oxidu. Reologická měření prokázala, že materiál vykazuje pseudoplastické chování, a že plnivo ve formě částic grafen oxidu a grafen oxidu s poly(butylmetakrylátem) ovlivňuje viskozitu daného polymerního systému. Zkoušky zda se jedná, o tzv. chytrý materiál prokázaly, že modifikace grafen oxidu polymerním řetězcem má za následek zvýšení elektrické vodivosti, a že materiál sice vykazuje základní vlastnosti samo zacelení po mechanickém oddělení, ale velmi záleží na okolních podmínkách experimentu.