Polymerní nanokompozitní materiály pro membránové technologie s definovanými nanočásticemi oxidů kovů

Abstract

Předkládaná diplomová práce se zabývá přípravou polymerních nanokompozitních materiálů na bázi polyviniliden fluoridu (PVDF) za třech různých podmínek. Hlavním cílem bylo sledovat strukturní a fázové změny přidáním nanoplniv oxidu hořečnatého (MgO) do polymerní matrice. V rámci teoretické části byla zpracována literární rešerše na téma PVDF nanokompozitní materiály pro membránové technologie, funkce a funkcionalizace nanočástic oxidů kovů pro přípravu těchto nanokompozitních materiálů, stejně jako vliv jílových částic na strukturní a fázové změny PVDF. Experimentální část je tvořena dvěma částmi. V rámci první části byly sonochemicky připraveny nanočástice čistého MgO , MgO_V, MgO_ZnO/V. Druhá část se zabývá přípravou nanokompozitních filmů PVDF, PVDF_V, PVDF_MgO, PVDF_MgO/V a PVDF_MgO_ZnO/V a jejich charakterizací. Připravené filmy jsou hydrofilního charakteru a disponují tloušťkou do 63 μm. FTIR analýza potvrdila přítomnost fází α a γ v PVDF matrici. Na základě TGA/DTA analýz bylo potvrzeno, že přítomnost MgO zvyšuje krystalinitu z 49% (PVDF) na 65% (PVDF_MgO) a tepelnou stabilitu nanokompozitních filmů.

This work deals with the preparation of polymer nanocomposite materials based on polyvinylidene fluoride (PVDF) and the characterization of structural and phase changes caused by adding magnesium oxide (MgO) nanofillers into the polymer matrix. The theoretical part of this work is based on a literature review on membrane technologies, the function and functionalization of metal oxide nanoparticles for polymer matrixes, and the influence of clay particles on structural and phase changes of PVDF. The experimental part is divided into two sections. In the first section the preparation and characterization of pure MgO nanoparticles and nanoparticles of MgO/V and MgO_ZnO/V is described. The second part deals with the preparation of PVDF, PVDF_V, PVDF_MgO, PVDF_MgO/V and PVDF_MgO_ZnO/V nanocomposite films and their characterization. The prepared films are hydrophilic in nature and have a thickness of up to 63 μm. FTIR analysis confirmed the presence of α and γ phases in PVDF matrix. Based on TGA/DTA analyses, it was confirmed that the presence of MgO increases the crystallinity from 49% (PVDF) to 65% (PVDF_MgO) and the thermal stability of the nanocomposite films.