Diplomová práce se zabývá modifikací pěny z expandovaného polypropylénu UV absorbérem a zdravotně nezávadnými retardéry hoření. Cílem je nahradit stávající halogenový retardér hoření z důvodu jeho toxicity. Na základě literární rešerše byly vybrány vhodné a finančně dostupné retardéry hoření s předpokladem synergického efektu zlepšujícího i UV stabilitu. Z modifikovaných směsí byly vyrobeny pěny a otestována jejich hořlavost. U nejodolnějších vzorků pěn byly následně porovnány mechanické vlastnosti při tlakovém zatížení a zhodnocena jejich UV rezistence. Z dosažených výsledků je patrné, že nahradit halogenové retardéry hoření není snadné především kvůli nižší účinnosti zdravotně nezávadných retardérů hoření. Nutnost použití vyššího dávkování pro dosažení srovnatelného efektu má výrazný vliv na zpracovatelské a užitné vlastnosti i cenu finálního výrobku. Měření odolnosti proti UV záření potvrdilo synergii testovaných retardérů hoření; došlo k viditelnému zlepšení UV odolnosti modifikovaných pěn ve srovnání s pěnou obsahující původní halogenový retardér hoření. Bude-li více přihlíženo k zdravotní nezávadnosti výrobku nežli k jeho ceně, jsou výrobci nehalogenových retardérů na dobré cestě k postupnému nahrazování halogenových retardérů hoření.
Annotation in English
The thesis is focused on a modification of flame retardants of UV-stabilized polypropylene foams. The main aim is to replace the existing halogen-based flame retardant which are unacceptable toxic. According to literature search, perspective and commercially available flame retardants have been selected with an assumption of a synergic effect improving also UV stability. The foams were produced from the modified polypropylene mixtures and their flammability tested. Further, mechanical properties under compressive loading and UV stability was investigated on the most flame-resistant foam saples. From the results it is evident that replacing the halogen flame retardants is not trivial task, mainly due to the lower efficiency of the flame retardants that are not harmful to a human health. The necessity to use larger loadings to achieve similar stabilizing effect has a significant impact on the processing and performance properties as well as the price of the final products. The UV resistance testing confirmed the synergy of the flame retardants tested; there was a visible improvement in the UV resistance of the modified foams compared to the foam with the original halogen flame retardant. Non-halogen flame retardants represent promising substitutes of halogen flame retardants if the health-safety aspects prevail their higher price.
Keywords
polypropylénová pěna, hořlavost, retardér hoření, UV absorbéry, mechanické vlastnosti
Diplomová práce se zabývá modifikací pěny z expandovaného polypropylénu UV absorbérem a zdravotně nezávadnými retardéry hoření. Cílem je nahradit stávající halogenový retardér hoření z důvodu jeho toxicity. Na základě literární rešerše byly vybrány vhodné a finančně dostupné retardéry hoření s předpokladem synergického efektu zlepšujícího i UV stabilitu. Z modifikovaných směsí byly vyrobeny pěny a otestována jejich hořlavost. U nejodolnějších vzorků pěn byly následně porovnány mechanické vlastnosti při tlakovém zatížení a zhodnocena jejich UV rezistence. Z dosažených výsledků je patrné, že nahradit halogenové retardéry hoření není snadné především kvůli nižší účinnosti zdravotně nezávadných retardérů hoření. Nutnost použití vyššího dávkování pro dosažení srovnatelného efektu má výrazný vliv na zpracovatelské a užitné vlastnosti i cenu finálního výrobku. Měření odolnosti proti UV záření potvrdilo synergii testovaných retardérů hoření; došlo k viditelnému zlepšení UV odolnosti modifikovaných pěn ve srovnání s pěnou obsahující původní halogenový retardér hoření. Bude-li více přihlíženo k zdravotní nezávadnosti výrobku nežli k jeho ceně, jsou výrobci nehalogenových retardérů na dobré cestě k postupnému nahrazování halogenových retardérů hoření.
Annotation in English
The thesis is focused on a modification of flame retardants of UV-stabilized polypropylene foams. The main aim is to replace the existing halogen-based flame retardant which are unacceptable toxic. According to literature search, perspective and commercially available flame retardants have been selected with an assumption of a synergic effect improving also UV stability. The foams were produced from the modified polypropylene mixtures and their flammability tested. Further, mechanical properties under compressive loading and UV stability was investigated on the most flame-resistant foam saples. From the results it is evident that replacing the halogen flame retardants is not trivial task, mainly due to the lower efficiency of the flame retardants that are not harmful to a human health. The necessity to use larger loadings to achieve similar stabilizing effect has a significant impact on the processing and performance properties as well as the price of the final products. The UV resistance testing confirmed the synergy of the flame retardants tested; there was a visible improvement in the UV resistance of the modified foams compared to the foam with the original halogen flame retardant. Non-halogen flame retardants represent promising substitutes of halogen flame retardants if the health-safety aspects prevail their higher price.
Keywords
polypropylénová pěna, hořlavost, retardér hoření, UV absorbéry, mechanické vlastnosti
\begin {arab}
Diplomová práce bude zaměřena na vývoj lehčených pěn z polypropylenu (EPP) obsahující UV absorbér a retardéry hoření, které jsou zdravotně nezávadné.
V teoretické časti bude kladen důraz na vypracování literární rešerše zaměřené na EPP bez halogenových retardérů hoření a UV absorbérů.
Cílem praktické části bude připravit nové receptury EPP pěny, zhodnotit retardaci hoření a UV stabilitu, a též prozkoumat vliv nových přísad na strukturu pěny a mechanické vlastnosti.
\end {arab}
Research Plan
\begin {arab}
Diplomová práce bude zaměřena na vývoj lehčených pěn z polypropylenu (EPP) obsahující UV absorbér a retardéry hoření, které jsou zdravotně nezávadné.
V teoretické časti bude kladen důraz na vypracování literární rešerše zaměřené na EPP bez halogenových retardérů hoření a UV absorbérů.
Cílem praktické části bude připravit nové receptury EPP pěny, zhodnotit retardaci hoření a UV stabilitu, a též prozkoumat vliv nových přísad na strukturu pěny a mechanické vlastnosti.
\end {arab}
Recommended resources
1. Klempner, D., Sendijarevic, V.: Polymeric Foams and Foam technology. Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2004, 2nd edition, 603 pages, ISBN 978-3-446-21831-4
3. Wilkie, CH., A., Morgan, A., B. Fire Retardancy of Polymeric Materials. CRC Press 2nd edition, 2010, pages 856, ISBN 978-1-4200-8399-6
4. Morgan, A.,B, Wilkie, CH., A. The Non-halogenated Flame retardant Handbook. 2014, 400 pages, ISBN 978-1-118-93920-8
Enclosed appendices
-
Appendices bound in thesis
-
Taken from the library
No
Full text of the thesis
Appendices
Reviewer's report
Supervisor's report
Defence procedure record
Student představil komisi výsledky své diplomové práce. Poté byla komise seznámena s posudky a hodnocením vedoucího a oponenta (hodnocení vedoucího: A – výborně, hodnocení oponenta: A – výborně). V rámci posudků byly studentovi položeny následující dotazy oponenta: Doc. Ing. Dagmar Měřínská, Ph.D.– 1. Je ještě další nějaká metoda hodnocení připravených pěn, která by pro lepší představu o účinnosti použitých ochranných aditiv mohla být využita? ZODPOVĚZEN ZCELA, 2. Proč je polypropylen polymerem, který podléhá účinku UV záření a musí být používán s přídavkem UV stabilizátorů? ZODPOVĚZEN ZCELA, 3. Má na odolnost Vámi sledovaných parametrů obsah a forma krystalické fáze PP? ZODPOVĚZEN ZCELA
Poté byla vedena diskuze o diplomové práci, během které byly jednotlivými členy komise položeny následující dotazy: Doc. Ing. Dagmar Měřínská, Ph.D.- Jakou vliv má plnivo, jako nukleační činidlo na strukturu pěny? ZODPOVĚZEN ZCELA, doc. Ing. Ondřej Bílek, Ph.D.- Popište daný graf? ZODPOVĚZEN ZCELA, doc. Ing. Jakub Javořík, Ph.D.- Popište skladbu vrstev zkušebního tělesa? ZODPOVĚZEN ZCELA, doc. Dr. Ing. Radek Stoček- Jaký závěr plyne z konkrétních grafů? ZODPOVĚZEN ZCELA