Editorial. REDAKCE Fakulta technologická, UTB ve Zlíně Plasty a kaučuk, nám. T. G. Masaryka 275, Zlín EDITOR

l a i r o t i Ed Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta technologická ve spolupráci s Barum Continental spol. s r.o., B-Projekting spol. s r.o., Duslo a.s., Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, Fakulta priemyselných technológií TnUAD, FATRA a.s., GRANITOL a.s., UNIPETROL RPA, ITC a.s., SYNTHOS Kralupy a.s., KORD Holding Company, MATADOR a.s., Mitas a.s., Plastika a.s., Polymer Institute Brno spol. s r.o., Semperflex Optimit spol. s r.o., Slovnaft a.s., Spolana a.s., Svaz zpracovatelů plastů ČR, SYNPO a.s., UNIPLAST Pardubice spol. s r.o., Univerzita Pardubice, Ústav makromolekulární chemie AV ČR, Ústav polymerů VŠCHT Praha, Ústav polymérov SAV, VIPOTEST spol. s r.o., VÚSAPL a.s.

RADA VYDAVATELE Kave Bareš, Ivan Dobáš, Vratislav Ducháček, Petr Janypka, Jaroslav Hell, Eleonóra Hudecová, Zdeněk Chmela, Ivan Chodák, Miroslav Chromek, Dušan Jagoš, Ondřej Kebrle, Vladimír Klepal, Metoděj Kozák, Karel Kučera, Vendelín Macho, Miroslav Maňas, František Mátel, Antonín Náplava, Ladislav Pospíšil, Jindřiška Ondráčková, Jindřich Pytela, Miroslav Raab, Petr Sáha, Karel Špaňhel, Eugén Špirk, Jaroslav Štaufčík, Pavel Svoboda, Jaromír Šňupárek, Otakar Walter

REDAKCE Fakulta technologická, UTB ve Zlíně Plasty a kaučuk, nám. T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín tel.: +420 576 031 384, +420 576 031 324, +420 602 776 813 fax: +420 576 032 733 e-mail: [email protected] web: http://www.plastyakaucuk.cz šéfredaktor: Roman Čermák výkonný redaktor: Jana Navrátilová redakce: Alena Kalendová, Yvona Mužná, Miroslav Janíček ext. spolupracovníci: Václav Matys, Bohumil Tesařík, Dana Kreizlová DTP: Stanislav Hradil, e-mail: [email protected] tisk: Reprocentrum Předplatné a objednávky inzerce přijímá redakce na výše uvedené adrese. Vychází jednou za 2 měsíce jako dvojčíslo. Registrováno MK ČR E4888

EDITOR Tomas Bata University in Zlín, Faculty of Technology editorial office: Plastics and Rubber, Faculty of Technology, Tomas Bata University in Zlín, TGM 275, 762 72 Zlín, Czech Republic tel.: +420 576 031 384, +420 576 031 324, +420 602 776 813 e-mail: [email protected] editor in chief: Roman Čermák

do rukou se Vám dostalo speciální vydání časopisu Plasty a kaučuk zaměřené na výzkumné aktivity studentů doktorských studijních programů, které se uskutečňují na Fakultě technologické Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. V současnosti studuje na Fakultě technologické v českém i anglickém jazyce ve čtyřech doktorských studijních oborech přes 160 studentů. Konkrétně se jedná o obory Technologie makromolekulárních látek, Chemie a technologie materiálů, Technologie potravin a Nástroje a procesy. O tom, že Fakulta technologická poskytuje kvalitní vědecké zázemí, svědčí i nedávno uveřejněná analýza vycházející z dat vládního hodnocení 2011. Tato analýza pokrývá publikační období 2006 až 2010 a porovnává jednotlivá pracoviště podle počtu článků vydaných v oborových časopisech s největším citačním ohlasem. Fakulta technologická se umístila na prvním místě v oboru Ostatní materiály, na druhém místě v oboru Makromolekulární chemie a čtvrtá v oboru Potravinářství. Dále se umístila mezi nejlepšími v oborech Kompozitní materiály, Průmyslová chemie a chemické inženýrství a v oboru Organická chemie. Tyto výsledky ukazují nejen na excelentní vybavení pracoviště, ale především na vysokou vědeckou úroveň zaměstnanců Fakulty technologické. To je předpokladem pro kvalitní vzdělání nejen v doktorském studiu, ale samozřejmě také ve studiu bakalářských a navazujících magisterských oborů. Kromě vysoké publikační aktivity je na Fakultě technologické řešeno také mnoho projektů aplikovaného výzkumu, které probíhají ve spolupráci s průmyslovými partnery. O výsledcích této spolupráce svědčí celá řada předmětů duševní ochrany, na nichž se zaměstnanci Fakulty technologické podílejí. K výbavě absolventů všech stupňů studia, a doktorského studia zvláště, patří znalost cizích jazyků. Především pak znalost angličtiny je v dnešním světě nezbytná nejen z hlediska vědecké práce, ale také pro uplatnění se na trhu práce. Čtenáři proto jistě pochopí, proč jsou všechny práce zveřejněné v tomto speciálním čísle v anglickém jazyce. Právě schopnost komunikovat a publikovat v tomto jazyce je jednou ze základních schopností, jež je studentům aktivně předávána. K vlastnímu obsahu speciálního čísla je možné konstatovat, že je zde uveřejněno celkem 13 vybraných prací, které byly také prezentovány v rámci pravidelné studentské konference. Jak jistě pečlivý čtenář pozná, jedná se o práce zahrnující širokou škálu vědních oborů zaměřených na základní i aplikovaný výzkum. Berte to prosím jako ukázku šíře zaměření, jež Fakulta technologická pokrývá. Zároveň se na uveřejněné práce můžete dívat jako na příklady toho, v jakých oborech je možno spolupracovat. Fakulta technologická je připravena poskytnout nejen vysoce kvalitní personální zajištění, ale také zázemí materiální a přístrojové. Pro více informací se můžete obrátit přímo na autory jednotlivých článků, případně na webových stránkách fakulty vyhledat další kontakty. Doufáme, že toto speciální číslo Vám poskytne nejen řadu nových informací, ale také příjemně strávený čas při jeho čtení.

Obrázky na titulní straně: Vizualizace Laboratorního centra Fakulty technologické ve Zlíně.

Subcription and orders of advertising should be sent to editorial office address.

ROČNÍK 49-2012 • PLKCAS 49 (SPECIÁL) • ISSN 0322-7340

Editorial

VYDAVATEL

Vážení čtenáři,

1 Plasty a kaučuk 2012/SPECIÁL

Abstrahovaný do CHEMICAL ABSTRACTS

Obsah

R o č n í k 49 2012 č í s l o SPECIÁL

Plasty a kaučuk 2012/SPECIÁL

2

ČLÁNKY PŮVODNÍ A PŘEHLEDNÉ |

„

Moderní metody navrhování ergonomických dílů

ORIGINAL AND REVIEW ARTICLES

Jakub Černý*, Zdeněk Holík, Kamil Kyas, Jan Navrátil

6

Ústav výrobního inženýrství, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín *E-mail: [email protected]

Článek se zabývá moderními postupy při návrhu ergonomického tvaru rukojeti pracovního nástroje. Podrobně je popsána metoda reverzního inženýrství která napomohla ke zkrácení času návrhu a následné přípravy výroby sériových kusů. Metody návrhu využívají moderních skenovacích metod a data jsou kompletně zpracovány pomocí software NX7.5

Extensografické„ vlastnosti bezlepkových mouk s přídavkem hydrokolidů

Petra Dvořáková1*, Iva Burešová2, Stanislav Kráčmar1

9

1 Ústav

analýzy a chemie potravin, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín 2 Ústav technologie a mikrobiologie potravin, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín * E-mail: [email protected]

Bezlepkové produkty se vyznačují nižší technologickou kvalitou, malým specifickým objemem, vysokou tvrdostí kůrky a střídky a velmi krátkou dobou skladovatelnosti ve srovnání s výrobky obsahujícími lepek. Jednou z možností, jak zlepšit tyto parametry je použití přírodních látek jako jsou hydrokoloidy. Tato práce se zabývá přídavkem xantanové gumy a alginátu sodného do bezlepkových těst připravených z kukuřičné (Z), pohankové vymleté (F) a pohankové celozrnné (Fw) mouky a měřením vlivu těchto látek na extensografické parametry těsta za použití texturního analyzátoru TA.XT Plus. Výsledky prokázaly, že nejvýraznější zlepšení extensografické energie a extensografického odporu bylo způsobeno přídavkem xantanové gumy, zatímco největší vliv na tažnost těsta byl prokázán u přídavku alginátu sodného.

„

Antibakteriální úpravy plastů pomocí přírodních bioaktivních látek

Martina Hrabalíková1*, Pavel Valášek1, Miroslava Urbánková2, Vladimír Sedlařík3

12

1 Ústav

analýzy a chemie potravin, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín 2 Ústav technologie a mikrobiologie potravin, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín 3 Centrum polymerních materiálů, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín *E-mail: [email protected]

Tato práce se zabývá antibakteriální modifikací nízkohustotního polyethylenu pomocí přírodních bioaktivních látek (linalool, trans-anethol a 4-allylanisol). Začlenění kapalných terpenoidů do polymerní matrice bylo provedeno jejich imobilizací na vybrané sorbenty (molekulová síta, mastek a dřevní moučka), které byly následně inkorporovány do polymerní matrice. Vliv těchto úprav na antibakteriální aktivitu a mechanické vlastnosti byly hodnoceny pomocí norem ISO 22196 a ČSN EN ISO 527-1-3. Výsledky ukazují na perspektivní aplikovatelnost systému nízkohustotní polyethylen/molekulová síta/4-allylanisol použitelného jako obalový materiál pro potravinářský průmysl.

Zdenka Kuceková1,2*, Petr Humpolíček1,2, Věra Kašpárková1,3, Jan Stejskal4

15

1 Centrum

polymerních systémů, Univerzitní institut, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Nad Ovčírnou 3685, 760 01 Zlín 2 Centrum polymerních materiálů, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín 3 Ústav technologie tuků, tenzidů a kosmetiky, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín 4 Ústav makromolekulární chemie, Akademie věd České republiky, Heyrovského nám. 2, 162 06 Praha 6 * E-mail: [email protected], [email protected]

3

Syntetické polymery jsou běžně používány v medicínských aplikacích. Polypyrol a polyanilín jsou nejstudovanější vodivé polymery z důvodu jejich možných bioaplikací. Tato studie pojednává o cytotoxicitě amonium persulfátu a anilín hydrochloridu jakožto monomerů využívaných při polymeraci polyanilínu. Cytotoxicita byla měřena pomocí MTT testu. Byly použity dvě buněčné linie (HaCaT a HepG2) a byla stanovena cytotoxicita různých koncentrací amonium persulfátu a anilín hydrochloridu. In vitro testy byli založené na požadavkách EN ISO 10993: Biologické hodnocení zdravotnických prostředků, Část 5: Zkoušky na cytotoxicitu.

Průběh vstřikovacího cyklu eleastomerů

Kamil Kyas*, Miroslav Maňas, Michal Staněk, Jakub Černý, Vojtěch Šenkeřík

18

Ústav výrobního inženýrství, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín * E-mail: [email protected]

Proces vstřikování je jedním z nejrozšířenějších technologií v plastikářském průmyslu. Tato technologie začíná mít výhody i při vstřikování elastomerech směsí. Tento článek srovnává výsledky ze teplotních i tlakových čidel s tokovými analýzami v počítačovém softwaru. Tyto získaná data by měli pomoci a mít výhody pro polymerní průmysl. S použitím senzorů a porozumění procesu může být zkrácen cyklus výrobku.

Teplotní odolnost radiačně síťovaných polyetylenů

Aleš Mizera*, Miroslav Maňas, Jan Navrátil, Martin Bednařík

21


Hlavním cílem studia je zkoumání teplotních vlastností, respektive teplotní stability vybraných termoplastických polymerů. Tyto vlastnosti byly zkoumány v závislosti na množství ionizačního beta záření. Teplotní stabilita polymerů byla zkoumána na základě termomechanické analýzy a pozorování v teplotní komoře.

Porovnání temperačních systémů

Jan Navrátil*, Michal Staněk, Štěpán Šanda, Aleš Mizera, Martin Bednařík, Kamil Kyas, Jakub Černý

24


Hlavním cílem tohoto článku je porovnat vliv konstrukce dvou temperačních systémů na vstřikovaný výrobek. Rozdíl je v použité výrobní technologii, kdy první návrh je vytvořen konvenčními metodami obrábění a druhý je vytvořen za použití nekonvenční technologie DMLS. Oba jsou navrhnuty pro chlazení stejného výrobku, kterým je dětská sedačka.


Cytotoxicita prekurzorů polyanilínu

Obsah

V o l u m e 49 2012 N o . SPECIÁL

Obsah

R o č n í k 49 2012 č í s l o SPECIÁL


4

ČLÁNKY PŮVODNÍ A PŘEHLEDNÉ

Mikrotvrdost modifikovaného polypropylenu

Martin Ovsík*, David Maňas, Miroslav Maňas, Michal Staněk

27


Předložený článek se zabývá hodnocením mechanických vlastností (mikrotvrdosti) povrchové vrstvy modifikovaného polypropylénu. Princip procesu ozáření spočívá ve vysoké energii záření, která produkuje kationty, anionty a volné radikály do materiálu. Průmyslová aplikace procesu záření v polymerech a kompozitech zahrnuje polymeraci, síťování a degradaci. Další síťování polymeru ovlivňuje povrch v nano a mikro vrstvách srovnatelné s kovy při tepelném a chemicko-tepelné zpracování (např. povrchové kalení, cementování). Podle morfologických změn v částečně zesíťovaném PP získáme dobrou odolnost proti tření, opotřebení a tepelnou odolnost povrchové vrstvy. Povrchová vrstva polymerního materiálu jako je Polypropylén byla modifikována β-zářením. Poté, co je polypropylén vystaven záření, je pozorována změna povrchové vrstvy v závislosti na aplikovaném zatížení. Článek popisuje měření mechanických vlastností modifikovaných povrchových vrstev PP pomocí instrumentované zkoušky mikrotvrdosti (DSI).

Vliv vybraných monosacharidů na produkci putrescinu u Serratia marcescens

Pavel Pleva1,*, Zuzana Lazárková2, Adéla Andresová2, Eva Lorencová1, František Buňka3, Leona Buňková1

30

1Ústav technologie tuků, tenzidů a kosmetiky, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín 2Ústav analýzy a chemie potravin, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín 3Ústav technologie a mikrobiologie potravin, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín *E-mail: [email protected]

Putrescin je nízkomolekulární dusíkatá sloučenina, která vzniká v potravinách, hlavně mikrobiální dekarboxylací prekurzoru - aminokyseliny ornitinu. Cílem studie bylo popsat vliv přídavku monosacharidů (glukózy, galaktózy a fruktózy) v koncentracích (0.00, 0.25, 0.50, 0.75 and 1.00% w/v) a vlivu pH (6, 7 and 8) na růst a dekarboxylační činnost Serratia marcescens. Vznik putrescinu byl sledován pomocí iontovvýměnné chromatografie s postkolonovou derivatizací ninhydrinem a spektrofotometrickou detekcí. Zatímco optimální pH pro růst bakterií bylo 7-8, maximální dekarboxylázová aktivita Serratia marcescens byla sledováni při pH 6. Monosacharidy stimulují bakteriální růst a tvorbu putrescinu, nejvýznamněji při pH 6. Naopak přidáním všech monosacharidů se potvrdil inhibiční účinek na produkci putrescinu při pH 7 a 8.

Elektroreologické vlastnosti suspenzí tyčinek oxidu titaničitého pokrytých polypyrolem

Michal Sedlačík*, Shawqi Almajdalawi, Miroslav Mrlík, Vladimír Pavlínek, Zuzana Kožáková, Ivo Kuřitka

33

Centrum polymerních materiálů, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín Centrum polymerních systémů, Univerzitní institut, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Nad Ovčírnou 3685, 760 01 Zlín *E-mail: [email protected]

V této studii byly připraveny částice oxidu titaničitého/polypyrolu (TiO2/PPy) se strukturou jádro-obal jako nová disperzní fáze pro elektroreologické (ER) suspenze. Jádro těchto kompozitních částic bylo připraveno z nanočástic TiO2 pomocí jednoduché a rychlé mikrovlnné syntézy v přítomnosti roztavených solí a na tomto jádru byla následně vytvořena povrchová vrstva vodivého polymeru polypyrolu pomocí oxidační polymerace. Strukturní složení a morfologie připravených částic byly zkoumány pomocí Roentgenovy difrakce (XRD) a snímací elektronové mikroskopie (SEM). XRD metoda odhalila nárůst rutilové krystalické fáze po syntéze TiO2, zatímco SEM prokázala tvorbu tyčinkovitých mikročástic. Pomocí rotačního reometru byla zkoumána ER aktivita suspenzí připravených tyčinkovitých částic TiO2 a potažených kompozitních částic při různých intenzitách elektrického pole. Pomocí dielektrické spektroskopie bylo rovněž prokázáno, že potažení polypyrolem výrazně zvyšuje ER účinnost.

V o l u m e 49 2012 N o . SPECIÁL

Petra Ševčíková1,*, Věra Kašpárková1,2, Pavlína Vltavská1, Jiří Krejčí1

36

1 Ústav

technologie tuků, tenzidů a kosmetiky, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín 2 Centrum polymerních systémů, Univerzitní institut, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Nad Ovčírnou 3685, 760 01 Zlín *E-mail: [email protected]

Příspěvek se zabývá testováním dvou nízko-energetických metod emulgace (Teplota fázové inverze a Inverzní bod emulze) a jejich vhodnosti pro přípravu stabilních nanoemulzí. Parafinové nanoemulze typu O/W byly úspěšně vyrobeny za pomocí neionických surfaktantů, jejich velikost byla stanovena fotonovou korelační spektroskopií a stabilita hodnocena ze změn velikosti částic a vzhledu. Výsledky ukázaly, že obě výše uvedené metody mohou být použity pro tvorbu nanoemulsních systémů a poskytují částice s velikostí v rozmezí od 50 do 500 nm.

Zvýšení koeficientu zvukové pohltivosti vlivem různých typů příměsí na polyuretanovém základu

Veronika Struhařová*, Martin Juřička

39

Ústav fyziky a materiálového inženýrství, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín *E-mail: [email protected]

V dnešní době firemní technologie produkují mnoho odpadního materiálu na chemické a pevné bázi. Tyto materiály mají dvě možnosti recyklace: svoz komerčním způsobem jako ostatní odpad nebo dlouhodobé skladování konkrétním způsobem (např. radioaktivní odpad). Naproti tomu zajímavé využití odpadního materiálu v kombinaci měkkých materiálů na bázi polymerů (polyuretanů) není zcela konkrétně prozkoumána. Takto upravený odpadní materiál lze kombinovat s křemičitým pískem nebo zeminou. Kombinací porézního polymeru a práškové formy písku nebo zeminy poskytuje vysoké hodnoty koeficientu zvukové pohltivosti, což poskytuje široké použití běžných odpadních materiálů a přírodních látek, které se vyskytují ve velkém množství a jsou dobře dostupné. Takto připravená kombinace materiálů poskytuje náhled na možnost nové skladby materiálového základu protihlukových stěn.

Příprava a potenciální aplikace 2-(indol-2-yl)-3,1benzoxazin-4-onů

Karel Proisl*, Stanislav Kafka

42

Ústav chemie, Fakulta technologická, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Náměstí T. G. Masaryka 275, 762 72 Zlín *E-mail: [email protected]

Práce se zaměřuje na přípravu dosud nepopsaných benzoxazinonů 5, které ve své struktuře obsahují také indolové uskupení, cyklodehydratací příslušných 2-(indol-2-karboxamido)benzoových kyselin 4. Sloučeniny 4 byly připraveny novou metodou, využívající Fischerovu synthesu indolů. Prekursory 3 pro tuto reakci byly snadno získány ze 4‑hydroxychinolin-2-onů dvoustupňovou oxidací zahrnující hydroxylaci kyselinou peroxooctovou a následné oxidační štěpení kyselinou pentahydrogenjodistou nebo jodistanem sodným. Všechny sloučeniny byly podrobeny elementární analyse a charakterisovány dostupnými spektrálními metodami strukturní analysy, tj. IR, NMR, EI-MS a ESI-MS. Pro spolehlivé potvrzení jednotlivých struktur byla použita NMR spektroskopie, včetně vhodných 2D-NMR experimentů.

5 Plasty a kaučuk 2012/SPECIÁL

Příprava nanoemulzí metodou fázové inverze

Obsah

ORIGINAL AND REVIEW ARTICLES

Editorial. REDAKCE Fakulta technologická, UTB ve Zlíně Plasty a kaučuk, nám. T. G. Masaryka 275, Zlín EDITOR

Recommend Documents