Search

In the presented work, poly(3-hydroxybutyrate)-PHB-based composite blends for bone medical applications and tissue engineering are prepared and characterized. PHB used for the work was in two cases commercial and, in one case, was extracted by the chloroform-free route. PHB was then blended with poly(lactic acid) (PLA) or polycaprolactone (PCL) and plasticized by oligomeric adipate ester (Syncroflex, SN). Tricalcium phosphate (TCP) particles were used as a bioactive filler. Prepared polymer blends were processed into the form of 3D printing filaments. The samples for all the tests performed were prepared by FDM 3D printing or compression molding. Differential scanning calorimetry was conducted to evaluate the thermal properties, followed by optimization of printing temperature by temperature tower test and determination of warping coefficient. Tensile test, three-point flexural test, and compression test were performed to study the mechanical properties of materials. Optical contact angle measurement was conducted to determine the surface properties of these blends and their influence on cell adhesion. Cytotoxicity measurement of prepared blends was conducted to find out whether the prepared materials were non-cytotoxic. The best temperatures for 3D printing were 195/190, 195/175, and 195/165 degrees C for PHB-soap/PLA-SN, PHB/PCL-SN, and PHB/PCL-SN-TCP, respectively. Their mechanical properties (strengths similar to 40 MPa, moduli similar to 2.5 GPa) were comparable with human trabecular bone. The calculated surface energies of all blends were similar to 40 mN/m. Unfortunately, only two out of three materials were proven to be non-cytotoxic (both PHB/PCL blends).

Biobased curable structures were synthesized from polymers poly(lactic acid) (PLA) and poly(3-hydroxybutyrate) (PHB). The curability of synthesized products and their thermomechanical properties were studied using numerous methods: FT-IR, DSC, DMA, or TGA. The reactivity of all methacrylated esters of lactic and 3-hydroxybutanoic acid was studied via DSC, and the results confirmed that all structures could be cured. The highest activation energy (E-a) was calculated for methacrylated methyl lactate, reaching 134.3 kJmol(-1). It was also found that all calculated activation energies had very similar values. Infrared spectroscopy was used for the study of the degrees of cure. Curable alkyl lactates exhibited significantly higher degrees of cure (approximately 95% or more) than curable 3-hydroxybutarytes (around 70%). DMA analysis confirmed that methacrylated lactates showed higher glass transition temperatures (67.1 and 49.4 degrees C) and storage modulus values at 40 degrees C (1840 and 1110 MPa) compared to methacrylated 3-hydroxybutyrates (T-g of 44.4 degrees C and lower, and storage modules E ' around 600 MPa). The heat-resistant index calculated for all products proved the same trend: curable lactates exhibited higher heat resistivity (T-S of 148.0 and 146.3) than curable 3-hydroxybutyrates (T-S of 129.9 and 125.1). Synthesized and studied precursors can serve their particular purposes in fields of curable systems, and the application potential was performed via SLA 3D printing.

Films prepared from poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) copolymers produced by Aneurinibacillus sp. H1 using an automatic film applicator were homogeneous and had a defined thickness, which allowed a detailed study of physicochemical properties. Their properties were compared with those of a poly (3-hydroxybutyrate) homopolymer film prepared by the same procedure, which proved to be significantly more crystalline by DSC and XRD. Structural differences between samples had a major impact on their properties. With increasing 4-hydroxybutyrate content, the ductility and release rate of the model hydrophilic active ingredient increased significantly. Other observed properties, such as the release of the hydrophobic active substance, the contact angle with water and ethylene glycol, or the surface morphology and roughness, were also affected by the composition. The identified properties predetermine these copolymers for wide use in areas such as biomedicine or smart biodegradable packaging for food or cosmetics. The big advantage is the possibility of fine-tuning properties simply by changing the fermentation conditions.

Fertilizers play an essential role in agriculture due to the rising food demand. However, high input fertilizer concentration and the non-controlled leaching of nutrients cause an unwanted increase in reactive, unassimilated nitrogen and induce environmental pollution. This paper investigates the preparation and properties of slow-release fertilizer with fully biodegradable poly(3-hydroxybutyrate) coating that releases nitrogen gradually and is not a pollutant for soil. Nitrogen fertilizer (calcium ammonium nitrate) was pelletized with selected filler materials (poly(3-hydroxybutyrate), struvite, dried biomass). Pellets were coated with a solution of poly(3-hydroxybutyrate) in dioxolane that formed a high-quality and thin polymer coating. Coated pellets were tested in aqueous and soil environments. Some coated pellets showed excellent resistance even after 76 days in water, where only 20% of the ammonium nitrate was released. Pot experiments in Mitscherlich vegetation vessels monitored the effect of the application of coated fertilizers on the development and growth of maize and the dynamics of N release in the soil. We found that the use of our coated fertilizers in maize nutrition is a suitable way to supply nutrients to plants concerning their needs and that the poly(3-hydroxybutyrate) that was used for the coating does not adversely affect the growth of maize plants.

In the presented work, poly(3-hydroxybutyrate)-PHB-based composites for 3D printing as bio-sourced and biodegradable alternatives to synthetic plastics are characterized. The PHB matrix was modified by polylactide (PLA) and plasticized by tributyl citrate. Kaolin particles were used as a filler. The mathematical method "Design of Experiment" (DoE) was used to create a matrix of samples for further evaluation. Firstly, the optimal printing temperature of the first and upper layers was determined. Secondly, the 3D printed samples were tested with regards to the warping during the 3D printing. Testing specimens were prepared using the determined optimal printing conditions to measure the tensile properties, impact strength, and heat deflection temperature (HDT) of the samples. The results describe the effect of adding individual components (PHB, PLA, plasticizer, and filler) in the prepared composite sample on the resulting material properties. Two composite samples were prepared based on the theoretical results of DoE (one with the maximum printability and one with the maximum HDT) to compare them with the real data measured. The tests of these two composite samples showed 25% lower warping and 8.9% higher HDT than was expected by the theory.

This paper investigates the effect of plasticizer structure on especially the printability and mechanical and thermal properties of poly(3-hydroxybutyrate)-poly(lactic acid)-plasticizer biodegradable blends. Three plasticizers, acetyl tris(2-ethylhexyl) citrate, tris(2-ethylhexyl) citrate, and poly(ethylene glycol)bis(2-ethylhexanoate), were first checked whether they were miscible with poly(3-hydroxybutyrate)-poly(lactic acid) (PHB-PLA) blends using a kneading machine. PHB-PLA-plasticizer blends of 60-25-15 (wt.%) were then prepared using a corotating meshing twin-screw extruder, and a single screw extruder was used for filament preparation for further three-dimensional (3D) fused deposition modeling (FDM) printing. These innovative eco-friendly PHB-PLA-plasticizer blends were created with a majority of PHB, and therefore, poor mechanical properties and thermal properties of neat PHB-PLA blends were improved by adding appropriate plasticizer. The plasticizer also influences the printability of blends, which was investigated, based on our new specific printability tests developed for the optimization of printing conditions (especially printing temperature). Three-dimensional printed test samples were used for heat deflection temperature measurements and Charpy and tensile-impact tests. Plasticizer migration was also investigated. The macrostructure of 3D printed samples was observed using an optical microscope to check the printing quality and printing conditions. Tensile tests of 3D printed samples (dogbones), as well as extruded filaments, showed that measured elongation at break raised, from 21% for non-plasticized PHB-PLA reference blends to 84% for some plasticized blends in the form of filaments and from 10% (reference) to 32% for plasticized blends in the form of printed dogbones. Measurements of thermal properties (using modulated differential scanning calorimetry and oscillation rheometry) also confirmed the plasticizing effect on blends. The thermal and me

Tissue engineering is a current trend in the regenerative medicine putting pressure on scientists to develop highly functional materials and methods for scaffolds’ preparation. In this paper, the calibrated filaments for Fused Deposition Modeling (FDM) based on plasticized poly(3-hydroxybutyrate)/poly(d,l-lactide) 70/30 blend modified with tricalcium phosphate bioceramics were prepared. Two different plasticizers, Citroflex (n-Butyryl tri-n-hexyl citrate) and Syncroflex (oligomeric adipate ester), both used in the amount of 12 wt%, were compared. The printing parameters for these materials were optimized and the printability was evaluated by recently published warping test. The samples were studied with respect to their thermal and mechanical properties, followed by biological in vitro tests including proliferation, viability, and osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells. According to the results from differential scanning calorimetry and tensile measurements, the Citroflex-based plasticizer showed very good softening effect at the expense of worse printability and unsatisfactory performance during biological testing. On the other hand, the samples with Syncroflex demonstrated lower warping tendency compared to commercial polylactide filament with the warping coefficient one third lower. Moreover, the Syncroflex-based samples exhibited the non-cytotoxicity and promising biocompatibility.

This paper explores the influence of selected commercial plasticizers structure, which are based on esters of citric acid, on mechanical and thermal properties of Poly(3-hydroxybutyrate)/Poly(lactic acid)/Plasticizer biodegradable blends. These plasticizers were first tested with respect to their miscibility with Poly(3-hydroxybutyrate)/Poly(lactic acid) (PHB/PLA) blends using a kneading machine. PHB/PLA/plasticizer blends in the weight ratio (wt %) of 60/25/15 were then prepared by single screw and corotating meshing twin screw extruders in the form of filament for further three-dimensional (3D) printing. Mechanical, thermal properties, and shape stability (warping effect) of 3D printed products can be improved just by the addition of appropriate plasticizer to polymeric blend. The goal was to create new types of eco-friendly PHB/PLA/plasticizers blends and to highly improve the poor mechanical properties of neat PHB/PLA blends (with majority of PHB) by adding appropriate plasticizer. Mechanical properties of plasticized blends were then determined by the tensile test of 3D printed test samples (dogbones), as well as filaments. Measured elongation at break rapidly enhanced from 21% for neat non-plasticized PHB/PLA blends (reference) to 328% for best plasticized blends in the form of filament, and from 5% (reference) to 187% for plasticized blends in the form of printed dogbones. The plasticizing effect on blends was confirmed by Modulated Differential Scanning Calorimetry. The study of morphology was performed by the Scanning Electron Microscopy. Significant problem of plasticized blends used to be also plasticizer migration, therefore the diffusion of plasticizers from the blends after 15 days of exposition to 110 degrees C in the drying oven was investigated as their measured weight loss. Almost all of the used plasticizers showed meaningful positive softening effects, but the diffusion of plasticizers at 110 degrees C exposition was quite extensive. The determin

Bakalářská práce se zabývá depozicí tenkých polymerních vrstev na bázi 2-ethyl-2-oxazolinu, za použití dielektrického bariérového výboje v dusíkové atmosféře. Obecně jsou tyto polyoxazoliny charakterizovány dobrými antibakteriálními účinky, což z nich činí vhodný materiál pro aplikace v medicíně. Po přípravě vrstev byly studovány jejich vlastnosti pomocí tří metod. První z nich byly antibakteriální testy, u kterých bohužel nedošlo k potvrzení výše uvedených vlastnosti. Dále byla pomocí měření kontaktních úhlů stanovena volná povrchová energie vrstev, z které bylo možno odvodit, že se jedná o povrchy hydrofilní. Skenovací elektronovou mikroskopii byl zobrazen povrch vrstev i prvkové složení díky připojenému detektoru rentgenového záření., The bachelor’s thesis deals with deposition of thin polymer layers on 2-ethyl-2-oxazolin basis in a dielectric barrier discharge in a nitrogen atmosphere. Polyoxazolines are characterized by good antibacterial effects in general, which make them a suitable material for medical applications. After preparing of the layers. Their properties were studied using three methods. The first were antibacterial tests, which unfortunately did not confirm the above written properties. Furthermore, the free surface energy of the layers, from which it could be inferred that the surfaces were hydrophilic, was determined by measuring contact angles. The scanning electron microscopy showed the surface of the layers as well as the elemental composition thanks to the connected X-ray detector.

Tato bakalářská práce se zabývá biodegradací 3D tištěných těles složených z poly(3- hyroxybutyrátu), kyseliny polymléčné, biokeramiky a změkčovadla. Tyto složky byly vybrány pro svou biokompatibilitu a vlastnosti, které by mohly být využity v tkáňovém inženýrství jako dočasná, vstřebatelná náhrada kostní tkáně. Hlavním cílem bylo zkoumání vlivu jednotlivých složek těles na samotnou biodegradaci. Biodegradace probíhala při 37 °C v roztoku simulující iontovou koncetraci krevní plazmy. Vzorky byly postupně vytahovány v měsíčních intervalech po dobu pěti měsíců. Pro vyhodnocení výsledků byly použity 2 metody – změna hmotnosti a zkouška v tlaku, kde byla vyhodnocována pevnost jednotlivých těles. Z vyhodnocení dat nešlo dojít k jednotnému výsledku, která látka nejvíc ovlivňuje biodegradaci, protože vždy záleželo i na poměru látek ostatních. Pro zkoumaní vlivu poly(3-hydroxybutyrátu) a kyseliny polymléčné na rychlost biodegradace byly porovnávány směsi RP9, RP10 a RP15. Ukázalo, že vyšší zastoupení kyseliny polymléčné a nižší zastoupení poly(3-hydroxybutyrátu) výrazně pozitivně ovlivňuje rychlost biodegradace, jelikož rozdíl mezi poklesem hmotnosti pro směs RP9 s nejvyšším zastoupením poly(3-hydroxybutyrátu) a RP10 s nejvyšším zastoupením kyseliny polymléčné činil 8,37 % pro plné tělesa a 4,13 % pro tělesa porézní. U pevnosti to pak byl rozdíl o 73,32 % pro plné a 73,65 % pro porézní těleso. Při pozorování vlivu obsahu biokeramiky na směsích RP11, RP12 a RP15, jsme došli k závěru, že tento vliv je na rychlost biodegradace téměř zanedbatelný rozdíl poklesu hmotnosti mezi směsí RP11 s nejnižším obsahem biokeramiky a RP12 s nejvyšším zastoupením biokeramiky činil pouze 1,68 % pro plné tělesa a 0,99 % pro tělesa porézní, naopak směs RP15 se vykazovala nevyšší mírou biodegradace, přestože má střední hodnotu biokeramiky ve směsi. Pro mechanické vlastnosti to pak činí rozdíl o 10,4 % pro plné a 7,57 % u porézních těles. Při porovnání vlivu změkčovadla u směsí RP13, RP14 a RP15 by, This bachelor thesis deals with the biodegradation of 3D printed bodies composed of poly(3- hyroxybutyrate), polylactic acid, bioceramics and plasticizer. These components were selected for their biocompatibility and properties that could be used in tissue engineering as a temporary, absorbable bone tissue replacement. The main objective was to investigate the effect of the individual constituent bodies on the biodegradation itself. Biodegradation was carried out at 37 °C in a solution simulating the ionic concentration of blood plasma. Samples were sequentially withdrawn at monthly intervals for five months. To evaluate the results, 2 methods were used, weight change and compression test, where the strength of each body was evaluated. From the evaluation of the data it was not possible to reach a uniform result on which substance influences biodegradation the most, because it always depended on the ratio of the other substances. To investigate the effect of poly(3-hydroxybutyrate) and polylactic acid on the rate of biodegradation, mixtures of RP9, RP10 and RP15 were compared. It showed that a higher polylactic acid and lower poly(3-hydroxybutyrate) content had a significant positive effect on the biodegradation rate, as the difference between the weight loss for the RP9 blend with the highest poly(3-hydroxybutyrate) content and the RP10 blend with the highest polylactic acid content was 8.37% for solid bodies and 4.13% for porous bodies. For strength, the difference was 73.32% and 73.65% for the solid and porous bodies, respectively. Observing the effect of bioceramic content on the RP11, RP12 and RP15 mixtures, we concluded that this effect was almost negligible on the biodegradation rate The difference in weight loss between the RP11 mixture with the lowest bioceramic content and the RP12 mixture with the highest bioceramic content was only 1, 68 % for solid bodies and 0.99 % for porous bodies, while mixture RP15 showed the highest biodegradation rate despite hav

Tato bakalářská práce se zabývá vývojem a výrobou zařízení pro odtah a dělení prepregu vláknového dentálního kompozitu. Hlavním cílem byl návrh zařízení, tvorba technické dokumentace všech jeho částí, vlastní výroba a sestavení celého zařízení. Finální systém byl testován v průmyslové výrobě., This bachelor thesis deals with the development and processing of the device useful for pulling and cutting of dental fiber reinforced composite prepreg. The main goal was the designing, assembling and testing of the device and making of the technical documentation of its all components. Furthermore, the developed apparatus was implemented and tested in the industrial production.

Předkládaná práce popisuje termické a mechanické chování změkčených bio-plastů a bio-kompozitů se zaměřením na použití v 3D tisku. Zkoumán byl vliv chemické struktury změkčovadla na bázi derivátů kyseliny citronové na termické a mechanické vlastnosti vzorků změkčené polymerní směsi poly-3-hydroxybutyrátu a kyseliny polymléčné. Vliv změkčovadla na polymerní matrici a jejich vzájemná kompatibilita byla posuzována rychlostí zamísení změkčovadla do taveniny, respektive rychlostí migrace změkčovadla ven z materiálu za zvýšené teploty. Pomocí modulované diferenciální skenovací kalorimetrie byl sledován vliv struktury změkčovadla na teplotu skelného přechodu a krystalizační kinetiku změkčeného materiálu. Sledováno bylo také chování materiálu při 3D tisku. Pomocí tahové zkoušky byly stanoveny mechanické vlastnosti tištěných těles, především jejich tažnost. Nejvyšší efekt změkčení byl pozorován za použití změkčovadla tributylcitrátu, kdy bylo dosaženo poklesu teploty skelného přechodu o a zvýšení tažnosti o 150 % oproti neměkčené referenci. Takto změkčená polymerní směs vykazovala i dostatečné 3D tiskové vlastnosti a byla využita jako matrice pro kompozity v další části práce. Kompozity byly plněny kaolinem, vápencem, halloysitem, sráženou silikou, mastkem, hydroxidem hořečnatým a sekaným lněným vláknem. U kompozitů byla sledována distribuce částic pomocí skenovací elektronové mikroskopie v závislosti na použití povrchové úpravy plniva. Pomocí viskozimetrie a diferenciální skenovací kalorimetrie byl u kompozitů sledován vliv plniva na reologické chování, krystalizační kinetiku a termickou stabilitu kompozitů. Jejich mechanické vlastnosti a teplota průhybu při zatížení byly sledovány na tělesech připravených 3D tiskem. Kaolin vykazoval v kompozitním materiálu homogenní distribuci částic a zanedbatelný vliv na termickou stabilitu a nukleaci matrice. Kaolinem plněný kompozit navíc vykazoval oproti neplněné referenci o 18 % menší warping při tisku, proto byl kaolin vyhodnocen ja, This dissertation work deals with the thermic and the mechanical behavior of plasticized bio-plastics and bio-composites for the 3D printing applications. The influence of plasticizer chemical structure on thermic and mechanical properties of plasticized polymeric blends from the poly-3-hydroxybutyrate and the poly lactic acid was investigated. Used plasticizers are based on derivative of citric acid. The influence of plasticizers on polymeric matrix and their compatibility was estimated by gear torque rate of melt mixer, respectively rate of plasticizer migration from the material during higher temperature. The plasticizer structure influence on the glass transition temperature and on the kinetics of crystallization of plasticized material was investigated by modulated differential scanning calorimetry. The behavior of material during 3D printing was also observed. Mechanical properties of printed samples, especially their elongation at break, were determined by tensile tests. The largest softening effect was observed using tributylcitrate plasticizer, where the glass temperature decreased by 35 °C and elongation at break increased by 150% compared to non-plasticized reference material. This plasticized polymeric blend showed also sufficient 3D printing properties and was used as the matrix for composites in the next part of this work. Composites were filled by kaolin, limestone, halloysit, fumed silica, talc, magnesium hydroxide and chopped flax fibers. Particle distribution in composites in dependence of used surface treatment of filler was observed by scanning electron microscopy. The influence of composite filler on rheological properties, crystallization kinetics and thermal stability of composites, was observed by viscometry and differential scanning calorimetry. Their mechanical properties and heat deflection temperature were observed on samples prepared by 3D print. Kaolin in composite material showed homogeneous particle distribution and insignificant nucl

Tato diplomová práce byla zaměřena na syntézu a následné použití polyesterové pryskyřice z přírodních zdrojů jako matrice pro biokompozit s výztuží v podobě lněných vláken. Syntetizovaná biopryskyřice byla charakterizována metodou hmotností spektrometrie (MS) a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR). Zvolenou metodou pro přípravu kompozitního materiálu byla pultruze. V rámci diplomové práce byla provedena optimalizace jednotlivých složek kompozitu. Byly připraveny dva typy kompozitního materiálu. Kompozit s vlákny povrchově modifikovanými acetylací a referenční kompozit s neupravenými vlákny. Výsledné kompozity byly podrobeny zkouškám mechanických vlastností, a to tříbodové ohybové zkoušce, tahové zkoušce, ohybu na krátkou vzdálenost (SBS), zkoušce rázové houževnatosti a dynamické mechanické analýze (DMA). Termické vlastnosti byly zkoumány pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (DSC), stanovení teploty průhybu při zatížení (HDT) a termogravimetrické analýzy (TGA). Dále byla provedena kontrola adheze výztuže pomocí elektronové skenovací mikroskopie (SEM) a stanovení nasákavosti kompozitů. Na základě výsledků analýz byl prokázán pozitivní vliv povrchové úpravy vláken acetylací na mechanické vlastnosti kompozitů., This thesis focused on the synthesis and subsequent use of polyester resin from renewable natural resources as a matrix for a biocomposite with flax fibre reinforcement. The synthesized bio-based resin was characterized by mass spectrometry (MS) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The pultrusion was method chosen for the preparation of the composite materials. The optimalisation of the individual components of the composite was carried out as part of the thesis. Two types of composite material were prepared, a composite with fibres surface modified by acetylation and a reference composite with unmodified fibres. The resulting composites were subjected to mechanical properties tests, namely three-point flexural test, tensile test, short beam shear test (SBS), Charpy impact test and dynamic mechanical analysis (DMA). The thermal properties were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), heat distortion temperature test (HDT) and thermogravimetric analysis (TGA). In addition, the reinforcement adhesion was monitored by scanning electron microscopy (SEM). Determination of the water absorption of the composites was also carried out. Based on the results of the analyses, a positive effect of the surface treatment of fibres by acetylation on the mechanical properties of the composites was demonstrated.

Bakalářská práce je zaměřena na studium transportu tepla v objemových materiálech vyrobených z filamentů PLA (kyseliny polymléčné) pomocí 3D tisku. Pro následné aplikace je důležité znát elektrické, dielektrické a tepelné parametry materiálů s různými barvivy, pigmenty a elektricky vodivými příměsemi. Cílem práce je prostudovat především tepelné vlastnosti série a vliv příměsí na tyto vlastnosti. Hlavní náplní je studium tepelných vlastností vzorků. V teoretické části jsou zmíněny různé metody 3D tisku, metody měření tepelných vlastností, a nakonec jsou popsány vlastnosti polymeru kyseliny mléčné. Experimentální část je věnována popisu procesu 3D tisku vzorků k měření a následně je popsána metoda měření tepelných vlastností vytištěných vzorků. Pro vzorky s elektricky vodivými příměsemi byl zjištěn součinitel tepelné vodivosti v rozmezí (0,217–0,292) W/m/K a měrná tepelná kapacita (382,2–1 007,2) J/kg/K. Ukázalo se, že elektricky vodivé materiály (PLA s příměsemi kovů) vykazují velice dobrý součinitel tepelné vodivosti a menší měrnou tepelnou kapacitu, naopak materiály s příměsí barviv a pigmentů vykazují menší součinitel tepelné vodivosti a větší měrnou tepelnou kapacitu., Bachelor thesis is focused on the study of heat transport in bulk materials made from PLA (polylactic acid) filaments by 3D printing. For subsequent applications it is important to know the electrical, dielectric and thermal parameters of materials with different dyes, pigments and electrically conductive additives. The aim of this work is mainly to study the thermal properties of the series and the influence of additives on these properties. The main focus is to study the thermal properties of the samples. In the theoretical part, different 3D printing methods are mentioned, the methods of measuring the thermal properties, and finally the properties of the lactic acid polymer are described. The experimental part is devoted to the description of the process of 3D printing samples for measurements and then the method of measuring the thermal properties of the printed samples is described. For samples with electrically conductive admixtures, the thermal conductivity was found to be in the range of (0,217–0,292) W/m/K and the specific heat capacity was found to be (382,2–1 007,2) J/kg/K. The electrically conductive materials (PLA with metallic admixtures) were found to have a very good thermal conductivity and a smaller specific heat capacity, while the materials with admixtures of dyes and pigments showed a smaller thermal conductivity and a larger specific heat capacity.

Bakalářská práce se zabývá depozicí tenkých polymerních vrstev na bázi 2-ethyl-2-oxazolinu, za použití dielektrického bariérového výboje v dusíkové atmosféře. Obecně jsou tyto polyoxazoliny charakterizovány dobrými antibakteriálními účinky, což z nich činí vhodný materiál pro aplikace v medicíně. Po přípravě vrstev byly studovány jejich vlastnosti pomocí tří metod. První z nich byly antibakteriální testy, u kterých bohužel nedošlo k potvrzení výše uvedených vlastnosti. Dále byla pomocí měření kontaktních úhlů stanovena volná povrchová energie vrstev, z které bylo možno odvodit, že se jedná o povrchy hydrofilní. Skenovací elektronovou mikroskopii byl zobrazen povrch vrstev i prvkové složení díky připojenému detektoru rentgenového záření., The bachelor’s thesis deals with deposition of thin polymer layers on 2-ethyl-2-oxazolin basis in a dielectric barrier discharge in a nitrogen atmosphere. Polyoxazolines are characterized by good antibacterial effects in general, which make them a suitable material for medical applications. After preparing of the layers. Their properties were studied using three methods. The first were antibacterial tests, which unfortunately did not confirm the above written properties. Furthermore, the free surface energy of the layers, from which it could be inferred that the surfaces were hydrophilic, was determined by measuring contact angles. The scanning electron microscopy showed the surface of the layers as well as the elemental composition thanks to the connected X-ray detector.

Cílem bakalářské práce bylo prostudovat tepelné vlastnosti materiálů používaných pro 3D tisk (tzv. filamentů) a to zejména kyselinu polymléčnou (PLA). V rámci teoretické části byla vypracována rešerše popisující některé metody 3D tisku a souhrn materiálů vhodných k tomuto účelu. Zejména jsme se zaměřili na přípravu PLA, její chemické, fyzikální a tepelné vlastnosti a její využití při 3D tisku, například v biomedicínských aplikacích. V experimentální části byly technikou 3D tisku připraveny vzorky PLA o různých tloušťkách a byly studovány tepelné vlastnosti především měrná tepelná kapacita a měrná tepelná vodivost. Bylo zjištěno, že měrná tepelná vodivost studovaných materiálů je 0,128 W/m/K a měrná tepelná kapacita 1335 J/kg/K. Tyto hodnoty odpovídají tabelovaným hodnotám uvedeným v literatuře, z čehož lze usoudit, že metodu popsanou v této práci lze použít ke studiu tepelných vlastností objemových materiálů., The aim of this bachelor thesis was to study thermal properties of materials used for 3D printing (so-called filaments), especially a polylactic acid (PLA). Within the theoretical part there was performed the literature review focused on the description of different methods of 3D printing including the summary of suitable materials for these technologies. In particular, we focused on the preparation of PLA, its summarization of its chemical, physical and thermal properties and its practical use in 3D additive printing manufacturing, e.g. in biomedical applications. In the experimental part, PLA samples of different thicknesses were prepared by 3D printing technique and thermal properties such as thermal capacity and thermal conductivity were determined. It was found that thermal conductivity of studied material was 0,128 W/m/K and specific heat capacity 1335 J/kg/K. These values corresponded to the once given in the literature.

Cílem bakalářské práce bylo prostudovat tepelné vlastnosti materiálů používaných pro 3D tisk (tzv. filamentů) a to zejména kyselinu polymléčnou (PLA). V rámci teoretické části byla vypracována rešerše popisující některé metody 3D tisku a souhrn materiálů vhodných k tomuto účelu. Zejména jsme se zaměřili na přípravu PLA, její chemické, fyzikální a tepelné vlastnosti a její využití při 3D tisku, například v biomedicínských aplikacích. V experimentální části byly technikou 3D tisku připraveny vzorky PLA o různých tloušťkách a byly studovány tepelné vlastnosti především měrná tepelná kapacita a měrná tepelná vodivost. Bylo zjištěno, že měrná tepelná vodivost studovaných materiálů je 0,128 W/m/K a měrná tepelná kapacita 1335 J/kg/K. Tyto hodnoty odpovídají tabelovaným hodnotám uvedeným v literatuře, z čehož lze usoudit, že metodu popsanou v této práci lze použít ke studiu tepelných vlastností objemových materiálů., The aim of this bachelor thesis was to study thermal properties of materials used for 3D printing (so-called filaments), especially a polylactic acid (PLA). Within the theoretical part there was performed the literature review focused on the description of different methods of 3D printing including the summary of suitable materials for these technologies. In particular, we focused on the preparation of PLA, its summarization of its chemical, physical and thermal properties and its practical use in 3D additive printing manufacturing, e.g. in biomedical applications. In the experimental part, PLA samples of different thicknesses were prepared by 3D printing technique and thermal properties such as thermal capacity and thermal conductivity were determined. It was found that thermal conductivity of studied material was 0,128 W/m/K and specific heat capacity 1335 J/kg/K. These values corresponded to the once given in the literature.

Předkládaná práce popisuje termické a mechanické chování změkčených bio-plastů a bio-kompozitů se zaměřením na použití v 3D tisku. Zkoumán byl vliv chemické struktury změkčovadla na bázi derivátů kyseliny citronové na termické a mechanické vlastnosti vzorků změkčené polymerní směsi poly-3-hydroxybutyrátu a kyseliny polymléčné. Vliv změkčovadla na polymerní matrici a jejich vzájemná kompatibilita byla posuzována rychlostí zamísení změkčovadla do taveniny, respektive rychlostí migrace změkčovadla ven z materiálu za zvýšené teploty. Pomocí modulované diferenciální skenovací kalorimetrie byl sledován vliv struktury změkčovadla na teplotu skelného přechodu a krystalizační kinetiku změkčeného materiálu. Sledováno bylo také chování materiálu při 3D tisku. Pomocí tahové zkoušky byly stanoveny mechanické vlastnosti tištěných těles, především jejich tažnost. Nejvyšší efekt změkčení byl pozorován za použití změkčovadla tributylcitrátu, kdy bylo dosaženo poklesu teploty skelného přechodu o a zvýšení tažnosti o 150 % oproti neměkčené referenci. Takto změkčená polymerní směs vykazovala i dostatečné 3D tiskové vlastnosti a byla využita jako matrice pro kompozity v další části práce. Kompozity byly plněny kaolinem, vápencem, halloysitem, sráženou silikou, mastkem, hydroxidem hořečnatým a sekaným lněným vláknem. U kompozitů byla sledována distribuce částic pomocí skenovací elektronové mikroskopie v závislosti na použití povrchové úpravy plniva. Pomocí viskozimetrie a diferenciální skenovací kalorimetrie byl u kompozitů sledován vliv plniva na reologické chování, krystalizační kinetiku a termickou stabilitu kompozitů. Jejich mechanické vlastnosti a teplota průhybu při zatížení byly sledovány na tělesech připravených 3D tiskem. Kaolin vykazoval v kompozitním materiálu homogenní distribuci částic a zanedbatelný vliv na termickou stabilitu a nukleaci matrice. Kaolinem plněný kompozit navíc vykazoval oproti neplněné referenci o 18 % menší warping při tisku, proto byl kaolin vyhodnocen ja, This dissertation work deals with the thermic and the mechanical behavior of plasticized bio-plastics and bio-composites for the 3D printing applications. The influence of plasticizer chemical structure on thermic and mechanical properties of plasticized polymeric blends from the poly-3-hydroxybutyrate and the poly lactic acid was investigated. Used plasticizers are based on derivative of citric acid. The influence of plasticizers on polymeric matrix and their compatibility was estimated by gear torque rate of melt mixer, respectively rate of plasticizer migration from the material during higher temperature. The plasticizer structure influence on the glass transition temperature and on the kinetics of crystallization of plasticized material was investigated by modulated differential scanning calorimetry. The behavior of material during 3D printing was also observed. Mechanical properties of printed samples, especially their elongation at break, were determined by tensile tests. The largest softening effect was observed using tributylcitrate plasticizer, where the glass temperature decreased by 35 °C and elongation at break increased by 150% compared to non-plasticized reference material. This plasticized polymeric blend showed also sufficient 3D printing properties and was used as the matrix for composites in the next part of this work. Composites were filled by kaolin, limestone, halloysit, fumed silica, talc, magnesium hydroxide and chopped flax fibers. Particle distribution in composites in dependence of used surface treatment of filler was observed by scanning electron microscopy. The influence of composite filler on rheological properties, crystallization kinetics and thermal stability of composites, was observed by viscometry and differential scanning calorimetry. Their mechanical properties and heat deflection temperature were observed on samples prepared by 3D print. Kaolin in composite material showed homogeneous particle distribution and insignificant nucl

Poly-p-xylylen je základní polymer skupiny parylenů, objevený v 50. letech minulého století. V praxi se využívá několik jeho derivátů, přičemž většina je v této práci diskutována. Pro své vysoké užitné vlastnosti, a to zejména bariérové, tepelné a mechanické, je použitelný jako konzervační a ochranný povlak elektroniky, lékařských nástrojů a zařízení, nebo muzejních exponátů. Nejvýznamnější vlastností parylenu je však jeho nízká dielektrická konstanta, díky níž je i ve velmi tenkých vrstvách výborný izolant. Nanášení parylenové vrstvy na povrch substrátu se provádí nejčastěji z prekurzoru [2,2]paracyklofanu metodou chemické depozice z plynné fáze (CVD). Pro tento proces bylo navrženo a v této práci popsáno zařízení, včetně popisu jednotlivých součástí a sestavení. Předmětem této práce bylo zkoumání vlastností parylenových vrstev na vzorcích kovů. Pomocí konfokální laserové mikroskopie a optické mikroskopie v polarizovaném světle byl potvrzen výskyt četných krystalových domén, což poukazuje na vysokou krystalinitu polymeru. Měřením tloušťky vrstvy byly odhaleny a popsány nedostatky v konvenčně používaném způsobu depozice. Analytickou metodou infračervené spektroskopie (IR) byla zkoumána čistota nanesených vrstev. Metodou měření propustnosti kyslíku vrstvou parylenu naneseného na PP fólii byly vyčísleny jeho bariérové vlastnosti. Protože je velká snaha o uplatnění parylenu coby povrchové ochrany pro muzejní exponáty, byl největší význam věnován zkoušce korozní odolnosti. Zde byly navzájem porovnávány vzorky různých kovů s ochrannou vrstvou parylenu a vzorky ošetřené běžně používaným restaurátorským způsobem. Vzorky ošetřené parylenem podléhaly pouze velmi pomalé bodové korozi, naproti tomu vzorky ošetřené konvenčními pryskyřicemi byly prakticky zcela zničeny korozí., Poly-p-xylylene is a basic polymer of parylene family. It was discovered in 50s of the 20th century. In practical applications, there are used several derivates. Most of them are discussed in this thesis. Poly-p-xylylene has many utility properties, like barrier, thermal and mechanical properties. It can be used for conservation and protection of electronic equipments, medical tools and devices or museum exhibits. The most important property of parylene is its low dielectric constant which enables parylene to have good insulating properties in form of very thin layer. The most common precursor used for parylene coatings by Chemical Vapor Deposition (CVD) is [2,2]paracyclophane. Special device invented for this process was described in this thesis, including every part and assembly. The main aim of this thesis was to test properties of thin parylene layers on metal samples. High degree of polymer crystallinity was confirmed by confocal laser microscopy and optical microscopy in the polarized light measurements. Problems in the conventional method of production of parylene layers were found during the measurement of thickness of layers. Purity of deposited films was determined using Infrared spectroscopy (IR). Parylene barrier properties were quantified by the measurement of Oxygen Transmission Rate through a layer deposited on the surface of PP foil. Because the research has been mainly focused on protection of museum exhibits, the corrosion resistance test is the most important. Metal samples with thin parylene film were compared to samples with conventional restoration coating. The samples with parylene protection were slowly corroded by point corrosion. In contrast to them, the samples conserved by conventional restoration method were almost destroyed by corrosion.

Předkládaná práce popisuje termické a mechanické chování změkčených bio-plastů a bio-kompozitů se zaměřením na použití v 3D tisku. Zkoumán byl vliv chemické struktury změkčovadla na bázi derivátů kyseliny citronové na termické a mechanické vlastnosti vzorků změkčené polymerní směsi poly-3-hydroxybutyrátu a kyseliny polymléčné. Vliv změkčovadla na polymerní matrici a jejich vzájemná kompatibilita byla posuzována rychlostí zamísení změkčovadla do taveniny, respektive rychlostí migrace změkčovadla ven z materiálu za zvýšené teploty. Pomocí modulované diferenciální skenovací kalorimetrie byl sledován vliv struktury změkčovadla na teplotu skelného přechodu a krystalizační kinetiku změkčeného materiálu. Sledováno bylo také chování materiálu při 3D tisku. Pomocí tahové zkoušky byly stanoveny mechanické vlastnosti tištěných těles, především jejich tažnost. Nejvyšší efekt změkčení byl pozorován za použití změkčovadla tributylcitrátu, kdy bylo dosaženo poklesu teploty skelného přechodu o a zvýšení tažnosti o 150 % oproti neměkčené referenci. Takto změkčená polymerní směs vykazovala i dostatečné 3D tiskové vlastnosti a byla využita jako matrice pro kompozity v další části práce. Kompozity byly plněny kaolinem, vápencem, halloysitem, sráženou silikou, mastkem, hydroxidem hořečnatým a sekaným lněným vláknem. U kompozitů byla sledována distribuce částic pomocí skenovací elektronové mikroskopie v závislosti na použití povrchové úpravy plniva. Pomocí viskozimetrie a diferenciální skenovací kalorimetrie byl u kompozitů sledován vliv plniva na reologické chování, krystalizační kinetiku a termickou stabilitu kompozitů. Jejich mechanické vlastnosti a teplota průhybu při zatížení byly sledovány na tělesech připravených 3D tiskem. Kaolin vykazoval v kompozitním materiálu homogenní distribuci částic a zanedbatelný vliv na termickou stabilitu a nukleaci matrice. Kaolinem plněný kompozit navíc vykazoval oproti neplněné referenci o 18 % menší warping při tisku, proto byl kaolin vyhodnocen ja, This dissertation work deals with the thermic and the mechanical behavior of plasticized bio-plastics and bio-composites for the 3D printing applications. The influence of plasticizer chemical structure on thermic and mechanical properties of plasticized polymeric blends from the poly-3-hydroxybutyrate and the poly lactic acid was investigated. Used plasticizers are based on derivative of citric acid. The influence of plasticizers on polymeric matrix and their compatibility was estimated by gear torque rate of melt mixer, respectively rate of plasticizer migration from the material during higher temperature. The plasticizer structure influence on the glass transition temperature and on the kinetics of crystallization of plasticized material was investigated by modulated differential scanning calorimetry. The behavior of material during 3D printing was also observed. Mechanical properties of printed samples, especially their elongation at break, were determined by tensile tests. The largest softening effect was observed using tributylcitrate plasticizer, where the glass temperature decreased by 35 °C and elongation at break increased by 150% compared to non-plasticized reference material. This plasticized polymeric blend showed also sufficient 3D printing properties and was used as the matrix for composites in the next part of this work. Composites were filled by kaolin, limestone, halloysit, fumed silica, talc, magnesium hydroxide and chopped flax fibers. Particle distribution in composites in dependence of used surface treatment of filler was observed by scanning electron microscopy. The influence of composite filler on rheological properties, crystallization kinetics and thermal stability of composites, was observed by viscometry and differential scanning calorimetry. Their mechanical properties and heat deflection temperature were observed on samples prepared by 3D print. Kaolin in composite material showed homogeneous particle distribution and insignificant nucl

Tato bakalářská práce se zabývá biodegradací 3D tištěných těles složených z poly(3- hyroxybutyrátu), kyseliny polymléčné, biokeramiky a změkčovadla. Tyto složky byly vybrány pro svou biokompatibilitu a vlastnosti, které by mohly být využity v tkáňovém inženýrství jako dočasná, vstřebatelná náhrada kostní tkáně. Hlavním cílem bylo zkoumání vlivu jednotlivých složek těles na samotnou biodegradaci. Biodegradace probíhala při 37 °C v roztoku simulující iontovou koncetraci krevní plazmy. Vzorky byly postupně vytahovány v měsíčních intervalech po dobu pěti měsíců. Pro vyhodnocení výsledků byly použity 2 metody – změna hmotnosti a zkouška v tlaku, kde byla vyhodnocována pevnost jednotlivých těles. Z vyhodnocení dat nešlo dojít k jednotnému výsledku, která látka nejvíc ovlivňuje biodegradaci, protože vždy záleželo i na poměru látek ostatních. Pro zkoumaní vlivu poly(3-hydroxybutyrátu) a kyseliny polymléčné na rychlost biodegradace byly porovnávány směsi RP9, RP10 a RP15. Ukázalo, že vyšší zastoupení kyseliny polymléčné a nižší zastoupení poly(3-hydroxybutyrátu) výrazně pozitivně ovlivňuje rychlost biodegradace, jelikož rozdíl mezi poklesem hmotnosti pro směs RP9 s nejvyšším zastoupením poly(3-hydroxybutyrátu) a RP10 s nejvyšším zastoupením kyseliny polymléčné činil 8,37 % pro plné tělesa a 4,13 % pro tělesa porézní. U pevnosti to pak byl rozdíl o 73,32 % pro plné a 73,65 % pro porézní těleso. Při pozorování vlivu obsahu biokeramiky na směsích RP11, RP12 a RP15, jsme došli k závěru, že tento vliv je na rychlost biodegradace téměř zanedbatelný rozdíl poklesu hmotnosti mezi směsí RP11 s nejnižším obsahem biokeramiky a RP12 s nejvyšším zastoupením biokeramiky činil pouze 1,68 % pro plné tělesa a 0,99 % pro tělesa porézní, naopak směs RP15 se vykazovala nevyšší mírou biodegradace, přestože má střední hodnotu biokeramiky ve směsi. Pro mechanické vlastnosti to pak činí rozdíl o 10,4 % pro plné a 7,57 % u porézních těles. Při porovnání vlivu změkčovadla u směsí RP13, RP14 a RP15 by, This bachelor thesis deals with the biodegradation of 3D printed bodies composed of poly(3- hyroxybutyrate), polylactic acid, bioceramics and plasticizer. These components were selected for their biocompatibility and properties that could be used in tissue engineering as a temporary, absorbable bone tissue replacement. The main objective was to investigate the effect of the individual constituent bodies on the biodegradation itself. Biodegradation was carried out at 37 °C in a solution simulating the ionic concentration of blood plasma. Samples were sequentially withdrawn at monthly intervals for five months. To evaluate the results, 2 methods were used, weight change and compression test, where the strength of each body was evaluated. From the evaluation of the data it was not possible to reach a uniform result on which substance influences biodegradation the most, because it always depended on the ratio of the other substances. To investigate the effect of poly(3-hydroxybutyrate) and polylactic acid on the rate of biodegradation, mixtures of RP9, RP10 and RP15 were compared. It showed that a higher polylactic acid and lower poly(3-hydroxybutyrate) content had a significant positive effect on the biodegradation rate, as the difference between the weight loss for the RP9 blend with the highest poly(3-hydroxybutyrate) content and the RP10 blend with the highest polylactic acid content was 8.37% for solid bodies and 4.13% for porous bodies. For strength, the difference was 73.32% and 73.65% for the solid and porous bodies, respectively. Observing the effect of bioceramic content on the RP11, RP12 and RP15 mixtures, we concluded that this effect was almost negligible on the biodegradation rate The difference in weight loss between the RP11 mixture with the lowest bioceramic content and the RP12 mixture with the highest bioceramic content was only 1, 68 % for solid bodies and 0.99 % for porous bodies, while mixture RP15 showed the highest biodegradation rate despite hav

Tato bakalářská práce se zabývá vývojem a výrobou zařízení pro odtah a dělení prepregu vláknového dentálního kompozitu. Hlavním cílem byl návrh zařízení, tvorba technické dokumentace všech jeho částí, vlastní výroba a sestavení celého zařízení. Finální systém byl testován v průmyslové výrobě., This bachelor thesis deals with the development and processing of the device useful for pulling and cutting of dental fiber reinforced composite prepreg. The main goal was the designing, assembling and testing of the device and making of the technical documentation of its all components. Furthermore, the developed apparatus was implemented and tested in the industrial production.

Poly-p-xylylen je základní polymer skupiny parylenů, objevený v 50. letech minulého století. V praxi se využívá několik jeho derivátů, přičemž většina je v této práci diskutována. Pro své vysoké užitné vlastnosti, a to zejména bariérové, tepelné a mechanické, je použitelný jako konzervační a ochranný povlak elektroniky, lékařských nástrojů a zařízení, nebo muzejních exponátů. Nejvýznamnější vlastností parylenu je však jeho nízká dielektrická konstanta, díky níž je i ve velmi tenkých vrstvách výborný izolant. Nanášení parylenové vrstvy na povrch substrátu se provádí nejčastěji z prekurzoru [2,2]paracyklofanu metodou chemické depozice z plynné fáze (CVD). Pro tento proces bylo navrženo a v této práci popsáno zařízení, včetně popisu jednotlivých součástí a sestavení. Předmětem této práce bylo zkoumání vlastností parylenových vrstev na vzorcích kovů. Pomocí konfokální laserové mikroskopie a optické mikroskopie v polarizovaném světle byl potvrzen výskyt četných krystalových domén, což poukazuje na vysokou krystalinitu polymeru. Měřením tloušťky vrstvy byly odhaleny a popsány nedostatky v konvenčně používaném způsobu depozice. Analytickou metodou infračervené spektroskopie (IR) byla zkoumána čistota nanesených vrstev. Metodou měření propustnosti kyslíku vrstvou parylenu naneseného na PP fólii byly vyčísleny jeho bariérové vlastnosti. Protože je velká snaha o uplatnění parylenu coby povrchové ochrany pro muzejní exponáty, byl největší význam věnován zkoušce korozní odolnosti. Zde byly navzájem porovnávány vzorky různých kovů s ochrannou vrstvou parylenu a vzorky ošetřené běžně používaným restaurátorským způsobem. Vzorky ošetřené parylenem podléhaly pouze velmi pomalé bodové korozi, naproti tomu vzorky ošetřené konvenčními pryskyřicemi byly prakticky zcela zničeny korozí., Poly-p-xylylene is a basic polymer of parylene family. It was discovered in 50s of the 20th century. In practical applications, there are used several derivates. Most of them are discussed in this thesis. Poly-p-xylylene has many utility properties, like barrier, thermal and mechanical properties. It can be used for conservation and protection of electronic equipments, medical tools and devices or museum exhibits. The most important property of parylene is its low dielectric constant which enables parylene to have good insulating properties in form of very thin layer. The most common precursor used for parylene coatings by Chemical Vapor Deposition (CVD) is [2,2]paracyclophane. Special device invented for this process was described in this thesis, including every part and assembly. The main aim of this thesis was to test properties of thin parylene layers on metal samples. High degree of polymer crystallinity was confirmed by confocal laser microscopy and optical microscopy in the polarized light measurements. Problems in the conventional method of production of parylene layers were found during the measurement of thickness of layers. Purity of deposited films was determined using Infrared spectroscopy (IR). Parylene barrier properties were quantified by the measurement of Oxygen Transmission Rate through a layer deposited on the surface of PP foil. Because the research has been mainly focused on protection of museum exhibits, the corrosion resistance test is the most important. Metal samples with thin parylene film were compared to samples with conventional restoration coating. The samples with parylene protection were slowly corroded by point corrosion. In contrast to them, the samples conserved by conventional restoration method were almost destroyed by corrosion.

Bakalářská práce je zaměřena na studium transportu tepla v objemových materiálech vyrobených z filamentů PLA (kyseliny polymléčné) pomocí 3D tisku. Pro následné aplikace je důležité znát elektrické, dielektrické a tepelné parametry materiálů s různými barvivy, pigmenty a elektricky vodivými příměsemi. Cílem práce je prostudovat především tepelné vlastnosti série a vliv příměsí na tyto vlastnosti. Hlavní náplní je studium tepelných vlastností vzorků. V teoretické části jsou zmíněny různé metody 3D tisku, metody měření tepelných vlastností, a nakonec jsou popsány vlastnosti polymeru kyseliny mléčné. Experimentální část je věnována popisu procesu 3D tisku vzorků k měření a následně je popsána metoda měření tepelných vlastností vytištěných vzorků. Pro vzorky s elektricky vodivými příměsemi byl zjištěn součinitel tepelné vodivosti v rozmezí (0,217–0,292) W/m/K a měrná tepelná kapacita (382,2–1 007,2) J/kg/K. Ukázalo se, že elektricky vodivé materiály (PLA s příměsemi kovů) vykazují velice dobrý součinitel tepelné vodivosti a menší měrnou tepelnou kapacitu, naopak materiály s příměsí barviv a pigmentů vykazují menší součinitel tepelné vodivosti a větší měrnou tepelnou kapacitu., Bachelor thesis is focused on the study of heat transport in bulk materials made from PLA (polylactic acid) filaments by 3D printing. For subsequent applications it is important to know the electrical, dielectric and thermal parameters of materials with different dyes, pigments and electrically conductive additives. The aim of this work is mainly to study the thermal properties of the series and the influence of additives on these properties. The main focus is to study the thermal properties of the samples. In the theoretical part, different 3D printing methods are mentioned, the methods of measuring the thermal properties, and finally the properties of the lactic acid polymer are described. The experimental part is devoted to the description of the process of 3D printing samples for measurements and then the method of measuring the thermal properties of the printed samples is described. For samples with electrically conductive admixtures, the thermal conductivity was found to be in the range of (0,217–0,292) W/m/K and the specific heat capacity was found to be (382,2–1 007,2) J/kg/K. The electrically conductive materials (PLA with metallic admixtures) were found to have a very good thermal conductivity and a smaller specific heat capacity, while the materials with admixtures of dyes and pigments showed a smaller thermal conductivity and a larger specific heat capacity.

Bakalářská práce je zaměřena na studium transportu tepla v objemových materiálech vyrobených z filamentů PLA (kyseliny polymléčné) pomocí 3D tisku. Pro následné aplikace je důležité znát elektrické, dielektrické a tepelné parametry materiálů s různými barvivy, pigmenty a elektricky vodivými příměsemi. Cílem práce je prostudovat především tepelné vlastnosti série a vliv příměsí na tyto vlastnosti. Hlavní náplní je studium tepelných vlastností vzorků. V teoretické části jsou zmíněny různé metody 3D tisku, metody měření tepelných vlastností, a nakonec jsou popsány vlastnosti polymeru kyseliny mléčné. Experimentální část je věnována popisu procesu 3D tisku vzorků k měření a následně je popsána metoda měření tepelných vlastností vytištěných vzorků. Pro vzorky s elektricky vodivými příměsemi byl zjištěn součinitel tepelné vodivosti v rozmezí (0,217–0,292) W/m/K a měrná tepelná kapacita (382,2–1 007,2) J/kg/K. Ukázalo se, že elektricky vodivé materiály (PLA s příměsemi kovů) vykazují velice dobrý součinitel tepelné vodivosti a menší měrnou tepelnou kapacitu, naopak materiály s příměsí barviv a pigmentů vykazují menší součinitel tepelné vodivosti a větší měrnou tepelnou kapacitu., Bachelor thesis is focused on the study of heat transport in bulk materials made from PLA (polylactic acid) filaments by 3D printing. For subsequent applications it is important to know the electrical, dielectric and thermal parameters of materials with different dyes, pigments and electrically conductive additives. The aim of this work is mainly to study the thermal properties of the series and the influence of additives on these properties. The main focus is to study the thermal properties of the samples. In the theoretical part, different 3D printing methods are mentioned, the methods of measuring the thermal properties, and finally the properties of the lactic acid polymer are described. The experimental part is devoted to the description of the process of 3D printing samples for measurements and then the method of measuring the thermal properties of the printed samples is described. For samples with electrically conductive admixtures, the thermal conductivity was found to be in the range of (0,217–0,292) W/m/K and the specific heat capacity was found to be (382,2–1 007,2) J/kg/K. The electrically conductive materials (PLA with metallic admixtures) were found to have a very good thermal conductivity and a smaller specific heat capacity, while the materials with admixtures of dyes and pigments showed a smaller thermal conductivity and a larger specific heat capacity.

Bakalářská práce je zaměřena na studium transportu tepla v objemových materiálech vyrobených z filamentů PLA (kyseliny polymléčné) pomocí 3D tisku. Pro následné aplikace je důležité znát elektrické, dielektrické a tepelné parametry materiálů s různými barvivy, pigmenty a elektricky vodivými příměsemi. Cílem práce je prostudovat především tepelné vlastnosti série a vliv příměsí na tyto vlastnosti. Hlavní náplní je studium tepelných vlastností vzorků. V teoretické části jsou zmíněny různé metody 3D tisku, metody měření tepelných vlastností, a nakonec jsou popsány vlastnosti polymeru kyseliny mléčné. Experimentální část je věnována popisu procesu 3D tisku vzorků k měření a následně je popsána metoda měření tepelných vlastností vytištěných vzorků. Pro vzorky s elektricky vodivými příměsemi byl zjištěn součinitel tepelné vodivosti v rozmezí (0,217–0,292) W/m/K a měrná tepelná kapacita (382,2–1 007,2) J/kg/K. Ukázalo se, že elektricky vodivé materiály (PLA s příměsemi kovů) vykazují velice dobrý součinitel tepelné vodivosti a menší měrnou tepelnou kapacitu, naopak materiály s příměsí barviv a pigmentů vykazují menší součinitel tepelné vodivosti a větší měrnou tepelnou kapacitu., Bachelor thesis is focused on the study of heat transport in bulk materials made from PLA (polylactic acid) filaments by 3D printing. For subsequent applications it is important to know the electrical, dielectric and thermal parameters of materials with different dyes, pigments and electrically conductive additives. The aim of this work is mainly to study the thermal properties of the series and the influence of additives on these properties. The main focus is to study the thermal properties of the samples. In the theoretical part, different 3D printing methods are mentioned, the methods of measuring the thermal properties, and finally the properties of the lactic acid polymer are described. The experimental part is devoted to the description of the process of 3D printing samples for measurements and then the method of measuring the thermal properties of the printed samples is described. For samples with electrically conductive admixtures, the thermal conductivity was found to be in the range of (0,217–0,292) W/m/K and the specific heat capacity was found to be (382,2–1 007,2) J/kg/K. The electrically conductive materials (PLA with metallic admixtures) were found to have a very good thermal conductivity and a smaller specific heat capacity, while the materials with admixtures of dyes and pigments showed a smaller thermal conductivity and a larger specific heat capacity.

Bakalářská práce se zabývá depozicí tenkých polymerních vrstev na bázi 2-ethyl-2-oxazolinu, za použití dielektrického bariérového výboje v dusíkové atmosféře. Obecně jsou tyto polyoxazoliny charakterizovány dobrými antibakteriálními účinky, což z nich činí vhodný materiál pro aplikace v medicíně. Po přípravě vrstev byly studovány jejich vlastnosti pomocí tří metod. První z nich byly antibakteriální testy, u kterých bohužel nedošlo k potvrzení výše uvedených vlastnosti. Dále byla pomocí měření kontaktních úhlů stanovena volná povrchová energie vrstev, z které bylo možno odvodit, že se jedná o povrchy hydrofilní. Skenovací elektronovou mikroskopii byl zobrazen povrch vrstev i prvkové složení díky připojenému detektoru rentgenového záření., The bachelor’s thesis deals with deposition of thin polymer layers on 2-ethyl-2-oxazolin basis in a dielectric barrier discharge in a nitrogen atmosphere. Polyoxazolines are characterized by good antibacterial effects in general, which make them a suitable material for medical applications. After preparing of the layers. Their properties were studied using three methods. The first were antibacterial tests, which unfortunately did not confirm the above written properties. Furthermore, the free surface energy of the layers, from which it could be inferred that the surfaces were hydrophilic, was determined by measuring contact angles. The scanning electron microscopy showed the surface of the layers as well as the elemental composition thanks to the connected X-ray detector.

Cílem bakalářské práce bylo prostudovat tepelné vlastnosti materiálů používaných pro 3D tisk (tzv. filamentů) a to zejména kyselinu polymléčnou (PLA). V rámci teoretické části byla vypracována rešerše popisující některé metody 3D tisku a souhrn materiálů vhodných k tomuto účelu. Zejména jsme se zaměřili na přípravu PLA, její chemické, fyzikální a tepelné vlastnosti a její využití při 3D tisku, například v biomedicínských aplikacích. V experimentální části byly technikou 3D tisku připraveny vzorky PLA o různých tloušťkách a byly studovány tepelné vlastnosti především měrná tepelná kapacita a měrná tepelná vodivost. Bylo zjištěno, že měrná tepelná vodivost studovaných materiálů je 0,128 W/m/K a měrná tepelná kapacita 1335 J/kg/K. Tyto hodnoty odpovídají tabelovaným hodnotám uvedeným v literatuře, z čehož lze usoudit, že metodu popsanou v této práci lze použít ke studiu tepelných vlastností objemových materiálů., The aim of this bachelor thesis was to study thermal properties of materials used for 3D printing (so-called filaments), especially a polylactic acid (PLA). Within the theoretical part there was performed the literature review focused on the description of different methods of 3D printing including the summary of suitable materials for these technologies. In particular, we focused on the preparation of PLA, its summarization of its chemical, physical and thermal properties and its practical use in 3D additive printing manufacturing, e.g. in biomedical applications. In the experimental part, PLA samples of different thicknesses were prepared by 3D printing technique and thermal properties such as thermal capacity and thermal conductivity were determined. It was found that thermal conductivity of studied material was 0,128 W/m/K and specific heat capacity 1335 J/kg/K. These values corresponded to the once given in the literature.

Tato diplomová práce byla zaměřena na syntézu a následné použití polyesterové pryskyřice z přírodních zdrojů jako matrice pro biokompozit s výztuží v podobě lněných vláken. Syntetizovaná biopryskyřice byla charakterizována metodou hmotností spektrometrie (MS) a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR). Zvolenou metodou pro přípravu kompozitního materiálu byla pultruze. V rámci diplomové práce byla provedena optimalizace jednotlivých složek kompozitu. Byly připraveny dva typy kompozitního materiálu. Kompozit s vlákny povrchově modifikovanými acetylací a referenční kompozit s neupravenými vlákny. Výsledné kompozity byly podrobeny zkouškám mechanických vlastností, a to tříbodové ohybové zkoušce, tahové zkoušce, ohybu na krátkou vzdálenost (SBS), zkoušce rázové houževnatosti a dynamické mechanické analýze (DMA). Termické vlastnosti byly zkoumány pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (DSC), stanovení teploty průhybu při zatížení (HDT) a termogravimetrické analýzy (TGA). Dále byla provedena kontrola adheze výztuže pomocí elektronové skenovací mikroskopie (SEM) a stanovení nasákavosti kompozitů. Na základě výsledků analýz byl prokázán pozitivní vliv povrchové úpravy vláken acetylací na mechanické vlastnosti kompozitů., This thesis focused on the synthesis and subsequent use of polyester resin from renewable natural resources as a matrix for a biocomposite with flax fibre reinforcement. The synthesized bio-based resin was characterized by mass spectrometry (MS) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The pultrusion was method chosen for the preparation of the composite materials. The optimalisation of the individual components of the composite was carried out as part of the thesis. Two types of composite material were prepared, a composite with fibres surface modified by acetylation and a reference composite with unmodified fibres. The resulting composites were subjected to mechanical properties tests, namely three-point flexural test, tensile test, short beam shear test (SBS), Charpy impact test and dynamic mechanical analysis (DMA). The thermal properties were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), heat distortion temperature test (HDT) and thermogravimetric analysis (TGA). In addition, the reinforcement adhesion was monitored by scanning electron microscopy (SEM). Determination of the water absorption of the composites was also carried out. Based on the results of the analyses, a positive effect of the surface treatment of fibres by acetylation on the mechanical properties of the composites was demonstrated.

Tato diplomová práce byla zaměřena na syntézu a následné použití polyesterové pryskyřice z přírodních zdrojů jako matrice pro biokompozit s výztuží v podobě lněných vláken. Syntetizovaná biopryskyřice byla charakterizována metodou hmotností spektrometrie (MS) a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR). Zvolenou metodou pro přípravu kompozitního materiálu byla pultruze. V rámci diplomové práce byla provedena optimalizace jednotlivých složek kompozitu. Byly připraveny dva typy kompozitního materiálu. Kompozit s vlákny povrchově modifikovanými acetylací a referenční kompozit s neupravenými vlákny. Výsledné kompozity byly podrobeny zkouškám mechanických vlastností, a to tříbodové ohybové zkoušce, tahové zkoušce, ohybu na krátkou vzdálenost (SBS), zkoušce rázové houževnatosti a dynamické mechanické analýze (DMA). Termické vlastnosti byly zkoumány pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (DSC), stanovení teploty průhybu při zatížení (HDT) a termogravimetrické analýzy (TGA). Dále byla provedena kontrola adheze výztuže pomocí elektronové skenovací mikroskopie (SEM) a stanovení nasákavosti kompozitů. Na základě výsledků analýz byl prokázán pozitivní vliv povrchové úpravy vláken acetylací na mechanické vlastnosti kompozitů., This thesis focused on the synthesis and subsequent use of polyester resin from renewable natural resources as a matrix for a biocomposite with flax fibre reinforcement. The synthesized bio-based resin was characterized by mass spectrometry (MS) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The pultrusion was method chosen for the preparation of the composite materials. The optimalisation of the individual components of the composite was carried out as part of the thesis. Two types of composite material were prepared, a composite with fibres surface modified by acetylation and a reference composite with unmodified fibres. The resulting composites were subjected to mechanical properties tests, namely three-point flexural test, tensile test, short beam shear test (SBS), Charpy impact test and dynamic mechanical analysis (DMA). The thermal properties were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), heat distortion temperature test (HDT) and thermogravimetric analysis (TGA). In addition, the reinforcement adhesion was monitored by scanning electron microscopy (SEM). Determination of the water absorption of the composites was also carried out. Based on the results of the analyses, a positive effect of the surface treatment of fibres by acetylation on the mechanical properties of the composites was demonstrated.

Tato bakalářská práce se zabývá biodegradací 3D tištěných těles složených z poly(3- hyroxybutyrátu), kyseliny polymléčné, biokeramiky a změkčovadla. Tyto složky byly vybrány pro svou biokompatibilitu a vlastnosti, které by mohly být využity v tkáňovém inženýrství jako dočasná, vstřebatelná náhrada kostní tkáně. Hlavním cílem bylo zkoumání vlivu jednotlivých složek těles na samotnou biodegradaci. Biodegradace probíhala při 37 °C v roztoku simulující iontovou koncetraci krevní plazmy. Vzorky byly postupně vytahovány v měsíčních intervalech po dobu pěti měsíců. Pro vyhodnocení výsledků byly použity 2 metody – změna hmotnosti a zkouška v tlaku, kde byla vyhodnocována pevnost jednotlivých těles. Z vyhodnocení dat nešlo dojít k jednotnému výsledku, která látka nejvíc ovlivňuje biodegradaci, protože vždy záleželo i na poměru látek ostatních. Pro zkoumaní vlivu poly(3-hydroxybutyrátu) a kyseliny polymléčné na rychlost biodegradace byly porovnávány směsi RP9, RP10 a RP15. Ukázalo, že vyšší zastoupení kyseliny polymléčné a nižší zastoupení poly(3-hydroxybutyrátu) výrazně pozitivně ovlivňuje rychlost biodegradace, jelikož rozdíl mezi poklesem hmotnosti pro směs RP9 s nejvyšším zastoupením poly(3-hydroxybutyrátu) a RP10 s nejvyšším zastoupením kyseliny polymléčné činil 8,37 % pro plné tělesa a 4,13 % pro tělesa porézní. U pevnosti to pak byl rozdíl o 73,32 % pro plné a 73,65 % pro porézní těleso. Při pozorování vlivu obsahu biokeramiky na směsích RP11, RP12 a RP15, jsme došli k závěru, že tento vliv je na rychlost biodegradace téměř zanedbatelný rozdíl poklesu hmotnosti mezi směsí RP11 s nejnižším obsahem biokeramiky a RP12 s nejvyšším zastoupením biokeramiky činil pouze 1,68 % pro plné tělesa a 0,99 % pro tělesa porézní, naopak směs RP15 se vykazovala nevyšší mírou biodegradace, přestože má střední hodnotu biokeramiky ve směsi. Pro mechanické vlastnosti to pak činí rozdíl o 10,4 % pro plné a 7,57 % u porézních těles. Při porovnání vlivu změkčovadla u směsí RP13, RP14 a RP15 by, This bachelor thesis deals with the biodegradation of 3D printed bodies composed of poly(3- hyroxybutyrate), polylactic acid, bioceramics and plasticizer. These components were selected for their biocompatibility and properties that could be used in tissue engineering as a temporary, absorbable bone tissue replacement. The main objective was to investigate the effect of the individual constituent bodies on the biodegradation itself. Biodegradation was carried out at 37 °C in a solution simulating the ionic concentration of blood plasma. Samples were sequentially withdrawn at monthly intervals for five months. To evaluate the results, 2 methods were used, weight change and compression test, where the strength of each body was evaluated. From the evaluation of the data it was not possible to reach a uniform result on which substance influences biodegradation the most, because it always depended on the ratio of the other substances. To investigate the effect of poly(3-hydroxybutyrate) and polylactic acid on the rate of biodegradation, mixtures of RP9, RP10 and RP15 were compared. It showed that a higher polylactic acid and lower poly(3-hydroxybutyrate) content had a significant positive effect on the biodegradation rate, as the difference between the weight loss for the RP9 blend with the highest poly(3-hydroxybutyrate) content and the RP10 blend with the highest polylactic acid content was 8.37% for solid bodies and 4.13% for porous bodies. For strength, the difference was 73.32% and 73.65% for the solid and porous bodies, respectively. Observing the effect of bioceramic content on the RP11, RP12 and RP15 mixtures, we concluded that this effect was almost negligible on the biodegradation rate The difference in weight loss between the RP11 mixture with the lowest bioceramic content and the RP12 mixture with the highest bioceramic content was only 1, 68 % for solid bodies and 0.99 % for porous bodies, while mixture RP15 showed the highest biodegradation rate despite hav

Tato bakalářská práce se zabývá biodegradací 3D tištěných těles složených z poly(3- hyroxybutyrátu), kyseliny polymléčné, biokeramiky a změkčovadla. Tyto složky byly vybrány pro svou biokompatibilitu a vlastnosti, které by mohly být využity v tkáňovém inženýrství jako dočasná, vstřebatelná náhrada kostní tkáně. Hlavním cílem bylo zkoumání vlivu jednotlivých složek těles na samotnou biodegradaci. Biodegradace probíhala při 37 °C v roztoku simulující iontovou koncetraci krevní plazmy. Vzorky byly postupně vytahovány v měsíčních intervalech po dobu pěti měsíců. Pro vyhodnocení výsledků byly použity 2 metody – změna hmotnosti a zkouška v tlaku, kde byla vyhodnocována pevnost jednotlivých těles. Z vyhodnocení dat nešlo dojít k jednotnému výsledku, která látka nejvíc ovlivňuje biodegradaci, protože vždy záleželo i na poměru látek ostatních. Pro zkoumaní vlivu poly(3-hydroxybutyrátu) a kyseliny polymléčné na rychlost biodegradace byly porovnávány směsi RP9, RP10 a RP15. Ukázalo, že vyšší zastoupení kyseliny polymléčné a nižší zastoupení poly(3-hydroxybutyrátu) výrazně pozitivně ovlivňuje rychlost biodegradace, jelikož rozdíl mezi poklesem hmotnosti pro směs RP9 s nejvyšším zastoupením poly(3-hydroxybutyrátu) a RP10 s nejvyšším zastoupením kyseliny polymléčné činil 8,37 % pro plné tělesa a 4,13 % pro tělesa porézní. U pevnosti to pak byl rozdíl o 73,32 % pro plné a 73,65 % pro porézní těleso. Při pozorování vlivu obsahu biokeramiky na směsích RP11, RP12 a RP15, jsme došli k závěru, že tento vliv je na rychlost biodegradace téměř zanedbatelný rozdíl poklesu hmotnosti mezi směsí RP11 s nejnižším obsahem biokeramiky a RP12 s nejvyšším zastoupením biokeramiky činil pouze 1,68 % pro plné tělesa a 0,99 % pro tělesa porézní, naopak směs RP15 se vykazovala nevyšší mírou biodegradace, přestože má střední hodnotu biokeramiky ve směsi. Pro mechanické vlastnosti to pak činí rozdíl o 10,4 % pro plné a 7,57 % u porézních těles. Při porovnání vlivu změkčovadla u směsí RP13, RP14 a RP15 by, This bachelor thesis deals with the biodegradation of 3D printed bodies composed of poly(3- hyroxybutyrate), polylactic acid, bioceramics and plasticizer. These components were selected for their biocompatibility and properties that could be used in tissue engineering as a temporary, absorbable bone tissue replacement. The main objective was to investigate the effect of the individual constituent bodies on the biodegradation itself. Biodegradation was carried out at 37 °C in a solution simulating the ionic concentration of blood plasma. Samples were sequentially withdrawn at monthly intervals for five months. To evaluate the results, 2 methods were used, weight change and compression test, where the strength of each body was evaluated. From the evaluation of the data it was not possible to reach a uniform result on which substance influences biodegradation the most, because it always depended on the ratio of the other substances. To investigate the effect of poly(3-hydroxybutyrate) and polylactic acid on the rate of biodegradation, mixtures of RP9, RP10 and RP15 were compared. It showed that a higher polylactic acid and lower poly(3-hydroxybutyrate) content had a significant positive effect on the biodegradation rate, as the difference between the weight loss for the RP9 blend with the highest poly(3-hydroxybutyrate) content and the RP10 blend with the highest polylactic acid content was 8.37% for solid bodies and 4.13% for porous bodies. For strength, the difference was 73.32% and 73.65% for the solid and porous bodies, respectively. Observing the effect of bioceramic content on the RP11, RP12 and RP15 mixtures, we concluded that this effect was almost negligible on the biodegradation rate The difference in weight loss between the RP11 mixture with the lowest bioceramic content and the RP12 mixture with the highest bioceramic content was only 1, 68 % for solid bodies and 0.99 % for porous bodies, while mixture RP15 showed the highest biodegradation rate despite hav

Tato diplomová práce byla zaměřena na syntézu a následné použití polyesterové pryskyřice z přírodních zdrojů jako matrice pro biokompozit s výztuží v podobě lněných vláken. Syntetizovaná biopryskyřice byla charakterizována metodou hmotností spektrometrie (MS) a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR). Zvolenou metodou pro přípravu kompozitního materiálu byla pultruze. V rámci diplomové práce byla provedena optimalizace jednotlivých složek kompozitu. Byly připraveny dva typy kompozitního materiálu. Kompozit s vlákny povrchově modifikovanými acetylací a referenční kompozit s neupravenými vlákny. Výsledné kompozity byly podrobeny zkouškám mechanických vlastností, a to tříbodové ohybové zkoušce, tahové zkoušce, ohybu na krátkou vzdálenost (SBS), zkoušce rázové houževnatosti a dynamické mechanické analýze (DMA). Termické vlastnosti byly zkoumány pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (DSC), stanovení teploty průhybu při zatížení (HDT) a termogravimetrické analýzy (TGA). Dále byla provedena kontrola adheze výztuže pomocí elektronové skenovací mikroskopie (SEM) a stanovení nasákavosti kompozitů. Na základě výsledků analýz byl prokázán pozitivní vliv povrchové úpravy vláken acetylací na mechanické vlastnosti kompozitů., This thesis focused on the synthesis and subsequent use of polyester resin from renewable natural resources as a matrix for a biocomposite with flax fibre reinforcement. The synthesized bio-based resin was characterized by mass spectrometry (MS) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The pultrusion was method chosen for the preparation of the composite materials. The optimalisation of the individual components of the composite was carried out as part of the thesis. Two types of composite material were prepared, a composite with fibres surface modified by acetylation and a reference composite with unmodified fibres. The resulting composites were subjected to mechanical properties tests, namely three-point flexural test, tensile test, short beam shear test (SBS), Charpy impact test and dynamic mechanical analysis (DMA). The thermal properties were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), heat distortion temperature test (HDT) and thermogravimetric analysis (TGA). In addition, the reinforcement adhesion was monitored by scanning electron microscopy (SEM). Determination of the water absorption of the composites was also carried out. Based on the results of the analyses, a positive effect of the surface treatment of fibres by acetylation on the mechanical properties of the composites was demonstrated.