Prosím počkejte chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFCHTÚstav polymerů  → Studium → Bakalářské studium → Témata BP
iduzel: 14406
idvazba: 40252
šablona: stranka
čas: 6.2.2023 00:33:23
verze: 5254
uzivatel:
remoteAPIs:
branch: trunk
Server: 147.33.89.150
Obnovit | RAW
iduzel: 14406
idvazba: 40252
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'pol.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: 'cs'
iduzel: 14406
path: 8548/4162/1338/1865/3996/4000/14406
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW

Předběžná témata bakalářských prací Ústav polymerů

Výběr předběžných témat bakalářských prací
Zadání bakalářské práce je podmíněno absolvováním zkoušky z Makromolekulární chemie.

Název předběžného tématu pro 2023/24 Podstata a cíl práce Náplň činnosti studenta Vedoucí Konzultant
Kovulkanizace izoprenového kaučuku s butylkaučukem  Butylkaučuk má řadu zajímavých vlastností (nízká propustnost pro plyny, odolnost vůči ozonu, malá odrazová pružnost), proto se z jeho směsí vyrábějí například vnitřní gumy do pneumatik nebo tlumicí prvky. Zpracování tohoto kaučuku přináší řadu úskalí způsobených jeho vysokou tuhostí a nízkou lepivostí.  Bude vytvořena literární rešerše na toto téma. Nalezené poznatky budou aplikovány při experimentech. Budou připraveny směsi obou kaučuků různými technikami (dvouválec, hnětič) a ty budou testovány na gumárenských zařízeních.  Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D.  
Využití skořápek vlašských ořechů jako gumárenského plniva Současným trendem je využití obnovitelných zdrojů surovin. Produkce vlašských ořechů v posledních 10 letech rapidně vzrostla, což s sebou přináší spoustu odpadu v podobě skořápek.   Práce je zameřena na možnosti využití namletých skořápek jako plniva gumárenských směsí. Bude připravena sada směsí, u kterých budou testovány různé vlastnosti. Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D.  
Vliv geometrie plniva na vlastnosti materiálů pro FDM 3D tisk 3D tisk je aktuálně jedním z nejrychleji se rozvíjejících odvětví, což s sebou nese i požadavky na optimalizaci polymerních materiálů používaných v tradičních zpracovatelských technologiích. Jsou zde kladeny nové nároky na materiály a limitace, které je nutné při vývoji materiálů zohlednit. Použití plniv do značné míry ovlivňuje nejen mechanické vlastnosti polymerů. Důležitý je však i jejich tvar. Ve spolupráci s firmou zabývající se vývojem materiálů pro 3D tisk bude řešena problematika různých geometrií plniva a jejich vlivu na vlastnosti výtisků. Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D.  
Pokročilé metody aktivace prachu z odpadních pneumatik Jemným mletím odpadních pneumatik vzniká pryžový prach - recyklát, který lze přidávát do nových kaučukových směsí. Ke zlepšení vlastností je vhodné prach před zamícháním aktivovat, např. mikrovlnně nebo mikrobiologicky. Cílem práce bude prostudovat vliv aktivace pryžového prachu  na vlastnosti směsí a vulkanizátů. Náplní práce bude aktivace jemného pryžového prachu z odpadních pneumatik, jeho míchání do kaučukových směsí a měření jejich vlastností. Pozornost bude věnována mechanickým vlastnostem a morfologii vulkanizátů. doc. Ing. Zdeněk Hrdlička, Ph.D. Ing. Jiří Brejcha

Alternativní gumárenská změkčovadla na bázi rostlinných olejů Změkčovadla používaná v gumárenství bývají obvykle na bázi ropných produktů (minerální oleje). Ke snížení závislosti na fosilních zdrojích je vhodné použít změkčovadla z obnovitelných zdrojů, zejména rostlinného původu. Nápní práce bude příprava kaučukových směsí obsahujících jako změčovadla alternativní oleje, především rostlinného původu. Studován bude vliv druhu oleje na vlastnosti takových směsí a vulkanizátů. doc. Ing. Zdeněk Hrdlička, Ph.D. Ing. Jiří Brejcha

Hodnocení míry devulkanizace pryže Pro opětovné zpracování pryže je žádoucí rozrušení její molekulární struktury prostorové sítě. Toho lze dosáhnout štěpením chemických příčných vazeb vytvořených vulkanizací (uzlů sítě) nebo štěpením chemických vazeb původního kaučuku (řetězů sítě). Práce bude hodnotit materiály devulkanizované různými způsoby a pomocí Horickx diagramu hodnotit, jakým způsobem došlo v původním vulkanizátu k rozrušení chemické sítě. doc. Ing. Zdeněk Hrdlička, Ph.D. doc. Ing. Antonín Kuta, CSc.
Rozložitelné materiály na bázi termoplastického škrobu a plniv Biodegradabilní plasty jsou zaváděny z důvodu omezení skleníkových plynů, které vznikají při spalování plastů vyrobených z fosilních zdrojů. Při výrobě bioplastů se vychází z rostlinného organického materiálu. Plastifikací škrobového prášku lze získat tzv. termoplastický škrob, který lze díky svým vlastnostem použít jako náhradu některých plastů. Kombinací s různými plnivy lze připravit materiály se zajímavými mechanickými, ale i dalšími vlastnostmi.  Bakalářská práce bude zaměřena na přípravu materiálů z termoplastického bramborového škrobu a různých plniv, kde bude kladen důraz na jejich původ a rozložitelnost. Materiály budou zpracovávány konvenčními plastkářskými technikami, čímž se ověří, jsou-li materiály prakticky využitelné. V rámci práce budou na vybraných materiálech provedeny zkoušky biodegradability v aerobních a anaerobních podmínkách. Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Dr. Ing. Pavla Šmejkalová
Využití termoplastického škrobu jako přísady pro směsi nitrilového kaučuku Trendem v gumárenském průmyslu poslední doby je náhrada fosilních surovin ve směsích surovinami obnovitelnými. Termoplastický škrob, který obnovitelnou surovinou je, může v kaučukových směsích hrát nejen roli plniva, ale i další přísady. Díky svým zajímavým vlastnostem může nahrazovat část kaučuku a tím snížit množství surovin vyráběných z ropy. Bakalářská práce se bude zabývat přípravou směsí na bázi termoplastického škrobu a nitrilového kaučuku. Budou hodnoceny tokové vlastnosti surovin a směsí, vulkanizační chování a mechanické vlastnosti výsledných materiálů.  Ing. Drahomír Čadek, Ph.D.  
Tokové chování směsí termoplastický škrob - přírodní kaučuk Tokové chování přírodního kaučuku i termoplastického škrobu je značně nepředvídatelné. U přírodního kaučuku je to způsobené množstvím nekaučukových složek majících vliv na elasticitu kaučuku. Termoplastický škrob díky své relativně komplikované přípravě vykazuje značné odchylky v tokovém chování. Směsi obou těchto materiálů vykazují velmi zajímavé mechanické vlastnosti, ale tokové nejsou zcela probádané.  Práce bude zaměřena na zpracování směsí přírodního a epoxidovaného přírodního kaučuku s termoplastickým škrobem. Bude hodnoceno tokové chování směsí na řadě laboratorních i zpracovatelských strojích.  Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Ing. Zhejing Cai
Vliv sloučenin železa na termooxidaci přírodního kaučuku Přírodní kaučuk snadno podléhá stárnutí, které je spojené především s přítomností kyslíku. Kyslík reaguje s nenasyceným řetězcem kaučuku. Ionty některých přechodných kovů fungují jako katalyzátory termooxidačních reakcí, jedná se například o měď, mangan, železo, kobalt a další. Tyto kovy, často označované jako „kaučukové jedy“, se mohou v kaučuku vyskytovat v různě aktivních formách podle povahy aniontu. Tato práce zkoumá vliv sloučenin železa na stárnutí přírodního kaučuku. Bakalářská práce se bude provádět na směsích přírodního kaučuku se sloučeninami železa. K hodnocení termooxidace bude využíváno konvenčních metod, ale i metod vyvinutých přímo na ústavu polymerů Ing. Drahomír Čadek, Ph.D.  
Gel v přírodním kaučuku IV Gel v přírodním kaučuku, který dodnes není jednoznačně definován, má výrazný vliv na zpracování kaučuku, ale i na výsledné vlastnosti vulkanizátů. Metody stanovující obsah gelu v kaučuku je celá řada, přičemž využívají různých rozpouštědel. Použitím různých rozpouštědel získáváme různé hodnoty obsahu gelu v kaučuku, což stanovování značně komplikuje. Hlubší pochopení tvorby gelu, vyzkoušení různých rozpouštědel pro stanovení obsahu gelu a hledání návaznosti na zpracovatelské charakteristiky je cílem této práce. Ing. Drahomír Čadek, Ph.D. Ing. Alena Kadeřábková, Ph.D.
Příprava  nanokompozitů polymer/grafen oxid   Práce je zaměřena na možnosti přípravy polymerních nanokompozitů s vrstevnatými plnivy na bázi uhlíku různými technikami. Teoretická část práce se zaměří předevšílm na polymerní matrice poly(kaprolaktamu) a poly(kaprolaktonu). V experimentální části práce bude provedena oxidace grafitu na grafen oxid a jeho charakterizace. Produkt bude využit  pro přípravu nanokompozitů polyamidu 6 a polykaprolaktonu  in situ interkalací a míšením v tavenině. prof.Ing..Jiří Brožek, CSc. Ing.Benešová
Příprava amorfních polyesteramidů Teoretická část práce se zaměří na přípravu polyestramidů na bázi kaprolaktonu a laktamů s různou velikosti cyklů se záměrem přípravit prakticky amorfní materiály s příznivými mechanickými vlastnostmi. Experimntální práce se zaměří na kopolymeraci kaprolaktonu a laktamů o vhodných poměrech, tak aby připravený polyesteramid obsahoval minimální obsah krystalické fáze. Z materiálů budou připraveny folie odléváním z roztoku či lisováním a u nich vyhodnoceny mechanické vlastnosti, termické vlastnosti a  test pervaporace. prof.Ing..Jiří Brožek, CSc. Ing. Benešová; doc. Ing. Ondřej Vopička, Ph.D.
Příprava koncově funkcionalizovaných polyolefinů a blokových polymerů Cílem této práce je vhodnou terminační reakcí konvertovat růstová centra polyolefinů připravených živou koordinační polymerací na funkční skupiny (-OH, NH2, esterové). Koncové skupiny pak v dalším kroku syntézy mohou sloužit jako iniciační místa pro přípravu blokových kopolymerů, které se mohou samouspořádavat do formy nanočástic. Finální produkty mají potenciál využití jak technických tak biomedicínských aplikacích. Zadání bakalářské práce je podmíněno absolvováním zkoušky z Makromolekulární chemie. Experimentální práce v syntéze polymerů. Příprava koncově funkcionalizovaných polymerů a dále blokových kopolymerů. Příprava houževnatých konstrukčních materiálů.  Charakterizace pomocí SEC, NMR a DSC případně mechanických vlastností. prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. Ing. Vojtěch Musil
Příprava částic na bázi dendritického polyethylenu Pomocí palladnatých katalyzátorů lze dosáhnout struktury vysoce větveného, dendritického, PE (dPE), který již není schopen krystalizace a má zcela odlišné vlastnosti oproti komerčně vyráběným typům. Do struktury dPE lze zabudovat funkční skupiny umožňující polymeraci hydrofilních monomerů. Cílem této práce je příprava amfifilních částic s hydrofobním dPE jádrem, ze kterého budou vydou vyrůstat rouby polárních řetězců. Takto připravené polymery mohou nalézt uplatnění i v biomedicinální oblasti, např. pro enkapsulaci léčiv. Zadání bakalářské práce je podmíněno absolvováním zkoušky z Makromolekulární chemie Experimentální práce v syntéze polymerů. Syntéza kopolymerů, příprava nanočástic, enkapsulace modelových látek do částic.  Charakterizace pomocí SEC, NMR a DSC. prof. Ing. Jan Merna, Ph.D.  
Příprava kopolymerů ethylenu s polárními monomery Cílem práce je příprava náhodných kopolymerů ethylenu s polárními monomery (akryláty, substituované alkeny) pomocí tolerantních katalytických systémů. Tyto kopolymery je možno využít pro přípravu roubovaných kopolymerů, kde zabudované funkční skupiny budou sloužit jako iniciační skupiny polymerace cyklických monomerů (lakton, laktam) nebo radikálové polymerace polárních vinylických monomerů. Roubované kopolymery mohou sloužit pro přípravu amfifilních polymerních  nanočástic (nosiče, nanoreaktory) nebo jako kompatibilizátory polymerních blendů. Zadání bakalářské práce je podmíněno absolvováním zkoušky z Makromolekulární chemie. Experimentální práce v syntéze polymerů. Koordinační kopolymerace alkenů např. s akryláty. Charakterizace pomocí SEC, NMR a DSC případně mechanických vlastností. prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. Ing. Vojtěch Musil
Katalytická příprava biodegradovatelných polymerů
Pro řízené uvolňování léčiv nebo výrobu vstřebatelných švů se s výhodou využívají polymery degradující v tělním prostředí. Jednu potencionálně využitelnou skupinu biodegradovatelných polymerů představují lineární polyestery, které díky labilní esterové vazbě v biologickém prostředí degradují. Cílem této práce je práce proto příprava biodegradovatelných polyesterů syntetickou cestou z jednoduchých surovin jako jsou organické anhydridy a epoxidy.
Zadání bakalářské práce je podmíněno absolvováním zkoušky z Makromolekulární chemie.
Experimentální práce v syntéze polymerů. Koordinační polymerace epoxidů  s  anhydridy.  Charakterizace získaných polyesterů pomocí SEC, NMR a DSC. prof. Ing. Jan Merna, Ph.D.  
Příprava plně recyklovatelných polymerů pro cirkulární ekonomiku Současná hlavní cesta metriálové recyklace je zaměřena na fyzikální metody přetavení směsí odpadních plastových výrobků shromažďovaných systémy sběru a třídění odpadů. Ukazuje se, že prolomit vyšší než asi 40% podíl plastového odpadu využitého znovu materiálově není touto konvenční cestou možné. NAvíc kyždým recyklačním krokem jsou materiály vystveny degradaci vedoucí ke snižování kvality recyklátu. Je proto třeba hledat  nové cesty recyklace, ideálně chemické, která vede opět k monomerům, které poskytují opět kvalitní panenský polymerní materiál. Tyto cesty jsou známé např. pro PS nebo PET, ale u komoditních plastů jako PE a PP zatím nebylo nalezeno účinné řešení. Běžná pyrolýza vede pouze ke 40-50% zisku olefinů ve složité směsi vedlejších produktů. Cílem této práce je hledat polymery mající vlastosti blízké komodtitním polyolefinům vhodných pro reycklaci v podílů více než 90%. Práce bude zaměřena na vytipování polymerů umožňujících kvantitativní depolymerizaci na monomer, přípravu takových polymerů katalytickými cestami a výzkum jejich řízené degradace. Cest k dosažení cíle je několika mohou vycházet např. z levné kompatiblizace polyolefinových blendů, účinné chemické degradace plstů např. metatetickou ethenolýzou polyolefinů, do kterých budou rovněž katalytickou cestou zavedeny nenasycené vazby nebo přípravy zcela nových polymerů např. produktů polymerace heterocyklů za otevření cyklu. Práce spadá do projektu Laboratoře cirkulárních polymerů. prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. dr. Stella Gonsales
Výzkum studia vlivu mikroplastů na mořské ekosystémy Mikroplasty jsou všude kolem nás, ale jejich vliv na organismy různých úrovní života není často zřejmý a přímočarý, protože tyto organismy jsou typicky vystveny expozici částic různých materiálů (anorganických, sazí, částicím a vláknům z tradičních přírodních materiál jako je bavlna). Cílem práce je zahájit dlouhodobý experiment zjišťování vlivů mikroplastů na nejcitlivější ekosystémy planety-zoomikroplankton a mořské korály Velkého bariérového útesu. Práce obnáší participaci při založení reefových nádrží osazených měkkými koráli např. rodu Sinulária jako předkroku pro přechod na nejcitlivější australské korály Acropora a Montipora. Kritickým parametrem výzkumu podstatným pro zdárné přežití korálů /mikroplanktonu je kvalita modelové mořské vody. Ta je vedle NaCl tvořena dalšími asi 100 prvky.  Dílčími cíli práce bude proto vybudování nádrží osazených základní senzorikou monitorující základní parametry mořské vody (salinita, redox potenciál, obsah kritických nečistot NO3- a PO4(3-) iontů), detailní analýzu mikroprvků metodami spektrální analýzy (AAS) a osazování nácrží nejnižšími formami života. Po etablování ustáleného systému budou organismy vystaveny stresovým faktorům, jako je expozice mikroplasty srovnatelné velikosti s velikostí polypů korálů nebo těl organismů planktonu. Interakce korálů s mikročásticemi bude studována pomocí mikroskopie řezů a v případě SPS  korálů i hodnocením mechanických vlastností jejich skeletů. Vliv mikroplastů bude porovnáván s vlivem dalších závažných polutantů jako jsou odpadní vody a cyklické výkyvy teplot. Práce bude prováděna ve spolupráci s pracovišti zaměřenými na biochemickou degradaci odolných polymerů obsahujících C-C vazby v hlavním řetězci, jako jsou např. polyethylen a polypropylen, které tvoří největší podíl plastů unikajících do mořských ekosystémů a které jsou a budou dlouhodobým zdrojem platových mikročástic. Práce je součástí projektu Laboratoře mořské ekologie (https://pol.vscht.cz/research/lme.) prof. Ing. Jan Merna, Ph.D.  
Technologie suspenzní polymerrizace Významné mnořství plastů se připravuje tzv. suspenzní polymerizací. Příkladem může být expandovanýpolystyren pro izolace budov a obalové aplikace anebo polyvinylchlorid využívaný pro výrobu okenních rámů nebo podlahových krytin. Proces suspenzní polymerizace je ovlivněn jak fyzikálními/chemicko-inženýrskými paramtery tak chemickými aditivy jako jsou stabilizátory suspenze. Cílem této práce je vytvořit modelový reaktor pro suspenzní polymerizace za průmyslově relevantních podmínek. Práce zahrnuje sestavení aparatury, její testování za různých provozních podmínek z hlediska stability suspenze (zabránění nežádoucí aglomeraci), studium morfologie vznikajících polymerů a možností ovlivnění velikost vznikajíích částic geometrií reaktoru a parametry míchání.  prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. ing. Anatolij Sokolohorskyj, Ph.D.
Sekvenčne definované polymery Přikladem sekvenčně definovaných polymerů (SDP) jsou DNA, RNA  a proteiny, tedy kopolymery složené z několika typů monomerních jednotek uspořádaných v přesném pořadí. Takové polymery lze využít ke kódování a ukládání informací. Tradiční cestou přípravy umělých proteinů je Merrifieldova syntéza na pevné fázi (SPPS).  Postupem času byly objeveny metody umožňující s různou mítou spolehlivosti adici jedné nebo několika málo monomerních jednotek (např. single monomer unit insertion - SUMI RAFT). Cílem této práce je pomocí SUMI RAFT nebo jiné vhodné metodologie připravit syntetické SDP a ověřit míru spolehlivosti takové syntézy. Na základě literární rešrše student zvolí a využije jednu ze strategií přípravy SDP vycházejících z běžných monomerů (styren, akryláty) a pokusí se přípravu kratší sekvence monomerních jednotek. Důležitou součástí práce je detailní analýza produktů, které budou vykazovat distribuci molární hmotnosti, složení i chyby v pořadí zapojení jednotek. prof. Ing. Jan Merna, Ph.D.  
Vápenaté iniciátory pro přípravu akalického PA6 Polyamid 6 je významný konstrukční polymer, jehož technologie polymeračního odlévání byla vyvinuta na VŠCHT. Jako iniciační systém aniontové polymerace je nutné využívat středně silných bází, které umožní otevírat cykly ale zárovEň vedou k minimu vedlejších reakcí na amidové vazbě. Cílem této práce je připravit definové nove sloučeniny na bázi vápníku. Práce bude zahrnovat přípravu kaprolaktamátu vápenatého a kaprolaktam calcium bromidu (vápenatá analogie průmyslově využívaných hořečnatých iniciátorů) různými způsoby jejich tetování v polymeraci kaprolaktamu. prof. Ing. Jan Merna, Ph.D. prof.Ing..Jiří Brožek, CSc.
Hodnocení tepelné stability směsí PVC PVC  už během zpracování podléhá dehydrochloraci a je nezbytné, aby byl stabilizován. Účinnost stabilizátorů a odolnost připravené směsi se hodnotí tzv.tepelnou stabilitou, tj. dobou, po níž se neuvolňuje nebo jen minimálně uvolňuje chlorovodík. V práci budou testovány a porovnány nové a klasické metody stanovení tepelné stability PVC. Práce bude zahrnovat přípravu měkčených a neměkčených stabilizovaných směsí PVC a testování jejich tepelné stability prostřednictvím změny pH, potenciálu, barvy, hmotnosti (TGA).atd.  Ing. Kalousková Ing. Benešová
Self-healing materiály na bázi kopolymerů ethylenu a undecenové kyseliny Self-healing polymerní materiály spadají do oblasti polymerních specialit. Tyto materiály jsou schopny na základě vnějších vlivů částečného nebo úplného zacelení poškození, jako jsou např. škrábance či praskliny. Jednou z cest přípravy self-healing materiálů je využití vzniku reverzibilní sítě mezi ionty kovu a karboxylových skupin v kopolymeru ethylenu a undecenové kyseliny. Vzniklá 3D síť umožňuje vratné přeuspořádání vazeb v mikrostruktuře, a tím zacelení případného defektu. Cílem práce je prostudování vlivu množství konkrétního iontu kovu na výsledné self-healing chování. Student bude v rámci eperimentální práce připravovat vzorky s různým podílem kov-karboxylát interakce a sledovat vliv složení na self-healing chování – tzn. schopnost zacelení materiálu a změnu mechanických vlastností. Ing. Anatolij Sokolohorskyj, Ph.D.
Kinetika chain-walking polymerizace 1-alkenů Speciálním případem polymerizace 1-alkenů je tzv. chain-walking polymerizace. Při této polymerizaci konkuruje růstu polymerního řetězce izomerizační reakce, která vede k migraci růstového centra podél vznikajícího řetězce. Tím vzniká větvená až hypervětvená mikrostruktura. Na podíl izomerizační reakce má vliv nejen struktura katalyzátoru, ale i výběr reakčních podmínek. Kinetické studie napomáhají hlubšímu pochopení mechanismu reakce. Student bude v rámci experimentální práce provádět polymerizace základních 1-alkenů pomocí vybraných chain-walking katalyzátorů niklu, případně palladia. V průběhu reakce bude odebírat vzorky z reakční směsi a ty dále analyzovat především pomocí GPC, GC a NMR. Ing. Anatolij Sokolohorskyj, Ph.D.
Identifikace katalytického systému pro přípravu polyolefinů Polyolefiny se z větší části vyrábějí pomocí Zieglerových katalyzátorů s růyznými přechodovými kovy, hlinitými kokatalyzátory a dlašími donory katalytického komplexu. Cílem práce je zjistit kvalitativně typ katalytického systému (Ti, Cr, Al) použitého pro vybrané vzorky a stanovit obsah katylticky aktivního kovu. Experimentální práce využívající metody NMR, HT-SEC, AAS prof. Ing. Jan Merna, Ph.D.  

Aktualizováno: 3.11.2022 20:52, Autor: Jan Merna

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi