Diplomová práce se věnuje studiu povrchových vlastností polymerních materiálů před a po povrchové modifikaci. Modifikace povrchů polymerních materiálů proběhly ve dvou krocích: (i) působením UV záření o vlnových délkách 254 nebo 365 nm a následně (ii) chemickým roubováním alaninu, leucinu a kurkuminu, u kterých byl studován i vliv koncentrace. Testovanými polymerními materiály byly polyethylentereftalát (PET), polyetheretherketon (PEEK), polyvinylchlorid (UPVC), polyvinylidenchlorid (PVDC), polyethylen s nízkou molekulovou hmotností (LDPE), polyethylen s ultravysokou molekulovou hmotností (UHMWPE) a dva typy celulózy. K charakterizaci povrchů testovaných polymerních materiálů před a po jednotlivých krocích modifikace byly použity metody: (i) goniometrie pro stanovení smáčivosti povrchů, (ii) elektrokinetická analýza pro studium povrchové chemie, náboje a polarity, (iii) skenovací elektronová mikroskopie (SEM) pro získání informací o topografii povrchů, (iv) Brunauerova-Emmettova-Tellerova (BET) metoda pro stanovení velikosti povrchu a Barrettův-Joinerův-Halendův (BJH) model pro stanovení porozity materiálů a (v) rentgenová fotoelektronová spektroskopie pro stanovení prvkového složení povrchů. Na vybraných substrátech byly provedeny antibakteriální testy.
Anotace v angličtině
The Master thesis deals with the study of surface properties of polymeric materials before and after surface modification. Surfaces modification of polymeric materials was performed in two steps: (i) by UV radiation at wavelengths of 254 or 365 nm followed by (ii) chemical grafting of alanine, leucine and curcumin, for these compounds the effect of concentration have been also studied. Tested polymeric materials were the following: polyethylene terephthalate (PET), polyetherether ketone (PEEK), polyvinyl chloride (UPVC), polyvinylidene chloride (PVDC), low molecular weight polyethylene (LDPE), ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), and two types of cellulose. Surface properties of tested polymer materials before and after the modification steps were characterized using: (i) goniometry to determine surface wettability, (ii) electrokinetic analysis for surface chemistry, charge and polarity studies, (iii) scanning electron microscopy (SEM) to obtain surface topography information, (iv) Brunauer-Emmett-Teller (BET) method for study of surface area and Barrett-Joiner-Halenda (BJH) model for surface porosity determination and (v) X-ray photoelectron spectroscopy to determine chemical composition of surfaces. Antibacterial tests were performed on selected substrates.
Klíčová slova
Polymerní materiály, povrchové vlastnosti, UV záření, chemické roubování, kontaktní úhel, zeta potenciál, SEM, BET, XPS, antibakteriální testy.
Klíčová slova v angličtině
Polymer materials, surface properties, UV irradiation, chemical grafting, contact angle, zeta potential, SEM, BET, XPS, antibacterial tests.
Rozsah průvodní práce
78 s.
Jazyk
CZ
Anotace
Diplomová práce se věnuje studiu povrchových vlastností polymerních materiálů před a po povrchové modifikaci. Modifikace povrchů polymerních materiálů proběhly ve dvou krocích: (i) působením UV záření o vlnových délkách 254 nebo 365 nm a následně (ii) chemickým roubováním alaninu, leucinu a kurkuminu, u kterých byl studován i vliv koncentrace. Testovanými polymerními materiály byly polyethylentereftalát (PET), polyetheretherketon (PEEK), polyvinylchlorid (UPVC), polyvinylidenchlorid (PVDC), polyethylen s nízkou molekulovou hmotností (LDPE), polyethylen s ultravysokou molekulovou hmotností (UHMWPE) a dva typy celulózy. K charakterizaci povrchů testovaných polymerních materiálů před a po jednotlivých krocích modifikace byly použity metody: (i) goniometrie pro stanovení smáčivosti povrchů, (ii) elektrokinetická analýza pro studium povrchové chemie, náboje a polarity, (iii) skenovací elektronová mikroskopie (SEM) pro získání informací o topografii povrchů, (iv) Brunauerova-Emmettova-Tellerova (BET) metoda pro stanovení velikosti povrchu a Barrettův-Joinerův-Halendův (BJH) model pro stanovení porozity materiálů a (v) rentgenová fotoelektronová spektroskopie pro stanovení prvkového složení povrchů. Na vybraných substrátech byly provedeny antibakteriální testy.
Anotace v angličtině
The Master thesis deals with the study of surface properties of polymeric materials before and after surface modification. Surfaces modification of polymeric materials was performed in two steps: (i) by UV radiation at wavelengths of 254 or 365 nm followed by (ii) chemical grafting of alanine, leucine and curcumin, for these compounds the effect of concentration have been also studied. Tested polymeric materials were the following: polyethylene terephthalate (PET), polyetherether ketone (PEEK), polyvinyl chloride (UPVC), polyvinylidene chloride (PVDC), low molecular weight polyethylene (LDPE), ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), and two types of cellulose. Surface properties of tested polymer materials before and after the modification steps were characterized using: (i) goniometry to determine surface wettability, (ii) electrokinetic analysis for surface chemistry, charge and polarity studies, (iii) scanning electron microscopy (SEM) to obtain surface topography information, (iv) Brunauer-Emmett-Teller (BET) method for study of surface area and Barrett-Joiner-Halenda (BJH) model for surface porosity determination and (v) X-ray photoelectron spectroscopy to determine chemical composition of surfaces. Antibacterial tests were performed on selected substrates.
Klíčová slova
Polymerní materiály, povrchové vlastnosti, UV záření, chemické roubování, kontaktní úhel, zeta potenciál, SEM, BET, XPS, antibakteriální testy.
Klíčová slova v angličtině
Polymer materials, surface properties, UV irradiation, chemical grafting, contact angle, zeta potential, SEM, BET, XPS, antibacterial tests.
Zásady pro vypracování
Práce je zaměřena na studium povrchových vlastností před a po povrchové úpravě. Modifikace povrchů polymerních materiálů proběhnou ve dvou krocích: (i) působením UV záření (bude studován vliv vlnové délky a délky působení) a následně (ii) chemicky roubováním vybraných chemických sloučenin (bude studován vliv koncentrace a vliv na následné povrchové úpravy, změny smáčivosti).
Testované polymerní materiály budou ve formě folií, např. UHMWPE, UPVC, a celulóza.
K charakterizaci povrchů testovaných materiálů před a po jednotlivých krocích modifikace budou použity metody goniometrie, elektrokinetická analýza, případně XPS, AFM a BET analýza velikosti povrchu a porozity.
Zásady pro vypracování
Práce je zaměřena na studium povrchových vlastností před a po povrchové úpravě. Modifikace povrchů polymerních materiálů proběhnou ve dvou krocích: (i) působením UV záření (bude studován vliv vlnové délky a délky působení) a následně (ii) chemicky roubováním vybraných chemických sloučenin (bude studován vliv koncentrace a vliv na následné povrchové úpravy, změny smáčivosti).
Testované polymerní materiály budou ve formě folií, např. UHMWPE, UPVC, a celulóza.
K charakterizaci povrchů testovaných materiálů před a po jednotlivých krocích modifikace budou použity metody goniometrie, elektrokinetická analýza, případně XPS, AFM a BET analýza velikosti povrchu a porozity.
Seznam doporučené literatury
Kolská, Z.; Řezníčková, A.; Nagyová, M.; Slepičková Kasálková, N.; Sajdl, P.; Slepička, P.; Švorčík, V. Plasma activated polymers grafted with cysteamine for bio-application. Polym. Degrad. Stabil. 101: 1-9, 2014.
Novotná, Z.; Rimpelová, S.; Juřík, P.; Veselý, M.; Kolská, Z.; Hubáček, T.; Ruml, T.; Švorčík, V. The interplay of plasma treatment and gold coating and ultra-high molecular weight polyethylene: On the cytocompatibility, Mater. Sci. Eng. C 71: 125-131, 2017.
Zakova, P.; Kasalkova, N. S.; Slepicka, P.; Kolska, Z.; Karpiskova, J.; Stibor, I.; Svorcik, V. Cytocompatibility of polyethylene grafted with triethylenetetramine functionalized carbon nanoparticles. Appl. Surf. Sci. 422, 809-816, 2017.
Polívková, M.; Siegel, J.; Rimpelová, S.; Hubáček, T.; Kolská, Z.; Švorčík, V. Cytotoxicity of Pd nanostructures supported on PEN: influence of sterilization on Pd/PEN interface, Mater. Sci. Eng. C, 70: 479-486, 2017.
Kolská, Z.; Polanský, R.; Prosr, P.; Zemanová, M.; Ryšánek, P.; Slepička, P.; Švorčík, V. Properties of polyamide nanofibers treated by UV-A radiation. Mater. Lett. 214 (2018) 264267.
Benkocká, M.; Kolářová, K.; Matoušek, J.; Semerádtová, A.; Šícha, V.; Kolská, Z. Nanocomposite of polystyrene foil grafted with metallaboranes for antimicrobial activity, Přijato do Appl. Surf. Sci.
Seznam doporučené literatury
Kolská, Z.; Řezníčková, A.; Nagyová, M.; Slepičková Kasálková, N.; Sajdl, P.; Slepička, P.; Švorčík, V. Plasma activated polymers grafted with cysteamine for bio-application. Polym. Degrad. Stabil. 101: 1-9, 2014.
Novotná, Z.; Rimpelová, S.; Juřík, P.; Veselý, M.; Kolská, Z.; Hubáček, T.; Ruml, T.; Švorčík, V. The interplay of plasma treatment and gold coating and ultra-high molecular weight polyethylene: On the cytocompatibility, Mater. Sci. Eng. C 71: 125-131, 2017.
Zakova, P.; Kasalkova, N. S.; Slepicka, P.; Kolska, Z.; Karpiskova, J.; Stibor, I.; Svorcik, V. Cytocompatibility of polyethylene grafted with triethylenetetramine functionalized carbon nanoparticles. Appl. Surf. Sci. 422, 809-816, 2017.
Polívková, M.; Siegel, J.; Rimpelová, S.; Hubáček, T.; Kolská, Z.; Švorčík, V. Cytotoxicity of Pd nanostructures supported on PEN: influence of sterilization on Pd/PEN interface, Mater. Sci. Eng. C, 70: 479-486, 2017.
Kolská, Z.; Polanský, R.; Prosr, P.; Zemanová, M.; Ryšánek, P.; Slepička, P.; Švorčík, V. Properties of polyamide nanofibers treated by UV-A radiation. Mater. Lett. 214 (2018) 264267.
Benkocká, M.; Kolářová, K.; Matoušek, J.; Semerádtová, A.; Šícha, V.; Kolská, Z. Nanocomposite of polystyrene foil grafted with metallaboranes for antimicrobial activity, Přijato do Appl. Surf. Sci.