Informace o kvalifikační práci Organické ekologicky přijatelné povlaky pro povrchovou ochranu kovových a nekovových materiálů na bázi akrylátových latexů s nanočásticemi MeO
- Všechny požadované údaje o této VŠKP jsou vyplněny.
Hlavní téma
Organické ekologicky přijatelné povlaky pro povrchovou ochranu kovových a nekovových materiálů na bázi akrylátových latexů s nanočásticemi MeO
Hlavní téma v angličtině
Organic environmentally friendly coatings for the surface protection of metallic and non-metallic materials based on acrylic latexes with nanoparticles MeO
Název dle studenta
Organické ekologicky přijatelné povlaky pro povrchovou ochranu kovových a nekovových materiálů na bázi akrylátových latexů s nanočásticemi MeO
Název dle studenta v angličtině
Organic environmentally friendly coatings for the surface protection of metallic and non-metallic materials based on acrylic latexes with nanoparticles MeO
Disertační práce se zabývá jednoduchou přípravou ekologicky přijatelných
akrylátových latexových pojiv, které byly funkcionalizovány nanočásticemi oxidů kovů,
konkrétně MgO, ZnO, La2O3 a kombinací MgO a ZnO, sloužících jako funkční složky pro
dosažení antimikrobiálních vlastností, ale také pro zlepšení fyzikálně-mechanických vlastností
a chemické odolnosti. Začlenění práškových nanočástic bez povrchové úpravy bylo provedeno
v průběhu syntézy, a to technikou dvoustupňové emulzní polymerace, čímž byly získány latexy
obsahující 0.5?1.3 % nanočástic vzhledem k obsahu polymeru. Změny užitných vlastností
latexů vlivem nanočástic byly studovány z hlediska typu a koncentrace nanočástic oxidů kovů
v latexu. Výsledky laboratorních testů fyzikálně-mechanických vlastností, chemické a korozní
odolnosti i antimikrobiální aktivity ukázaly, že všechny typy nanočástic vykazovaly velmi
slibné vlastnosti, přičemž se zvyšující se koncentrací nanočástic docházelo ke zlepšování
vlastností. Nanočástice v latexu poskytly mezifázově zesítěné transparentní hladké nátěrové
filmy s vysokým leskem a dobrými fyzikálně-mechanickými vlastnostmi. Latexy obsahující
nejvyšší koncentraci nanočástic poskytly nátěry s výraznou antimikrobiální aktivitou vůči všem
testovaným bakteriálním a plísňovým kmenům, ale také antimikrobiální odolnost kapalného
latexu (tzv. InCan stabilitu). Dále byly nátěry odolné vůči rozpouštědlům, kyselinám a alkáliím,
a navíc latexy s nanočásticemi MgO vykazovaly výrazný pokles minimální filmotvorné teploty.
Latex s koncentrací 1.3 % MgO nevykazoval bleskovou korozi pod nátěrem naneseným
na ocelový podklad. Latexy obsahující nanočástice MgO a La2O3 poskytovali povlaky, které
byly velice odolné vůči bělení vodou.
Antikorozní nátěrové hmoty připravené z latexů s nejvyšší koncentrací nanočástic
poskytly důkaz, že zesítění vlivem nanočástic má příznivý vliv na antikorozní vlastnosti,
a to především vůči atmosférám s vysokou relativní vlhkostí. Dále vlivem pigmentace nedošlo
ke zhoršení antibakteriální aktivity a pouze k mírnému snížení antifungální aktivity.
Syntetizované latexy a následně připravené nátěrové hmoty se tedy jeví jako slibné hygienické
povlaky pro ochranu různých materiálů.
Anotace v angličtině
Thesis deals with the simple preparation of environmentally friendly acrylate latex
binders functionalized with nanoparticles of metal oxides, namely MgO, ZnO, La2O3
and combinations of MgO and ZnO. Nanoparticles were used as functional components
providing not only the antimicrobial properties but also improving the physico-mechanical
properties and chemical resilience. Latexes containing the 0.5?1.3 % nanoparticles relative
to the polymer content were fabricated by the using of the two-stage semi-continuous emulsion
radical polymerization technique. The uncoated powder nanoparticles were used. Impact
of both the type and concentration of metal oxide nanoparticles in latex were studied in context
of their properties. The results of laboratory tests of physico-mechanical properties, chemical
and corrosion resistance as well as antimicrobial activity showed that all types of nanoparticles
showed very promising properties, while the properties improved with increasing nanoparticle
concentration. The nanoparticles in latex provided interfacially crosslinked transparent
smooth coating films with high gloss and good physico-mechanical properties. Latexes
containing the highest concentration of nanoparticles provided coatings with significant
antimicrobial activity against all tested bacterial and fungal strains. Moreover, the InCan
antimicrobial stability of liquid latex were improved. Furthermore, the coatings were resistant
to solvents, and in addition, latexes with MgO nanoparticles showed a significant decrease
in the minimum film-forming temperature. Remarkably, the latex with a concentration of about
1.3% MgO did not show any flash corrosion under the coating film cast on a steel substrate.
The latexes containing MgO and La2O3 nanoparticles provided coatings resistant to water
bleaching.
Anti-corrosion coatings prepared from latexes with the highest concentration
of nanoparticles provided evidence that cross-linking due to nanoparticles has a beneficial
effect on anti-corrosion properties, especially against humid atmospheres. Furthermore, due
to pigmentation, there was no deterioration of antibacterial activity and only a slight decrease
in antifungal activity. Synthesized latexes and subsequently prepared coatings appear
to be promising hygienic coatings for the protection of various materials.
Disertační práce se zabývá jednoduchou přípravou ekologicky přijatelných
akrylátových latexových pojiv, které byly funkcionalizovány nanočásticemi oxidů kovů,
konkrétně MgO, ZnO, La2O3 a kombinací MgO a ZnO, sloužících jako funkční složky pro
dosažení antimikrobiálních vlastností, ale také pro zlepšení fyzikálně-mechanických vlastností
a chemické odolnosti. Začlenění práškových nanočástic bez povrchové úpravy bylo provedeno
v průběhu syntézy, a to technikou dvoustupňové emulzní polymerace, čímž byly získány latexy
obsahující 0.5?1.3 % nanočástic vzhledem k obsahu polymeru. Změny užitných vlastností
latexů vlivem nanočástic byly studovány z hlediska typu a koncentrace nanočástic oxidů kovů
v latexu. Výsledky laboratorních testů fyzikálně-mechanických vlastností, chemické a korozní
odolnosti i antimikrobiální aktivity ukázaly, že všechny typy nanočástic vykazovaly velmi
slibné vlastnosti, přičemž se zvyšující se koncentrací nanočástic docházelo ke zlepšování
vlastností. Nanočástice v latexu poskytly mezifázově zesítěné transparentní hladké nátěrové
filmy s vysokým leskem a dobrými fyzikálně-mechanickými vlastnostmi. Latexy obsahující
nejvyšší koncentraci nanočástic poskytly nátěry s výraznou antimikrobiální aktivitou vůči všem
testovaným bakteriálním a plísňovým kmenům, ale také antimikrobiální odolnost kapalného
latexu (tzv. InCan stabilitu). Dále byly nátěry odolné vůči rozpouštědlům, kyselinám a alkáliím,
a navíc latexy s nanočásticemi MgO vykazovaly výrazný pokles minimální filmotvorné teploty.
Latex s koncentrací 1.3 % MgO nevykazoval bleskovou korozi pod nátěrem naneseným
na ocelový podklad. Latexy obsahující nanočástice MgO a La2O3 poskytovali povlaky, které
byly velice odolné vůči bělení vodou.
Antikorozní nátěrové hmoty připravené z latexů s nejvyšší koncentrací nanočástic
poskytly důkaz, že zesítění vlivem nanočástic má příznivý vliv na antikorozní vlastnosti,
a to především vůči atmosférám s vysokou relativní vlhkostí. Dále vlivem pigmentace nedošlo
ke zhoršení antibakteriální aktivity a pouze k mírnému snížení antifungální aktivity.
Syntetizované latexy a následně připravené nátěrové hmoty se tedy jeví jako slibné hygienické
povlaky pro ochranu různých materiálů.
Anotace v angličtině
Thesis deals with the simple preparation of environmentally friendly acrylate latex
binders functionalized with nanoparticles of metal oxides, namely MgO, ZnO, La2O3
and combinations of MgO and ZnO. Nanoparticles were used as functional components
providing not only the antimicrobial properties but also improving the physico-mechanical
properties and chemical resilience. Latexes containing the 0.5?1.3 % nanoparticles relative
to the polymer content were fabricated by the using of the two-stage semi-continuous emulsion
radical polymerization technique. The uncoated powder nanoparticles were used. Impact
of both the type and concentration of metal oxide nanoparticles in latex were studied in context
of their properties. The results of laboratory tests of physico-mechanical properties, chemical
and corrosion resistance as well as antimicrobial activity showed that all types of nanoparticles
showed very promising properties, while the properties improved with increasing nanoparticle
concentration. The nanoparticles in latex provided interfacially crosslinked transparent
smooth coating films with high gloss and good physico-mechanical properties. Latexes
containing the highest concentration of nanoparticles provided coatings with significant
antimicrobial activity against all tested bacterial and fungal strains. Moreover, the InCan
antimicrobial stability of liquid latex were improved. Furthermore, the coatings were resistant
to solvents, and in addition, latexes with MgO nanoparticles showed a significant decrease
in the minimum film-forming temperature. Remarkably, the latex with a concentration of about
1.3% MgO did not show any flash corrosion under the coating film cast on a steel substrate.
The latexes containing MgO and La2O3 nanoparticles provided coatings resistant to water
bleaching.
Anti-corrosion coatings prepared from latexes with the highest concentration
of nanoparticles provided evidence that cross-linking due to nanoparticles has a beneficial
effect on anti-corrosion properties, especially against humid atmospheres. Furthermore, due
to pigmentation, there was no deterioration of antibacterial activity and only a slight decrease
in antifungal activity. Synthesized latexes and subsequently prepared coatings appear
to be promising hygienic coatings for the protection of various materials.