Department of Composite Materials

Research fields

Foto-aktuujúce materiály

  • výhody fotomechanickej aktuácie: bezdrôtové spojenie, rýchla odozva a nízka hlučnosť
  • zameranie na elastoméry (kopolymér styrén-izoprén-styrén, kopolymér etylén-vinyl acetátu, atď.) s obsahom uhlíkových nanorúrok (CNT)
  • sledovanie vplyvu orientácie CNT a rôzne spôsoby charakterizácie foto-aktuácie

fotoaktuacia

XPS laboratórium

Röntgenová fotoelektrónová spektroskopia (XPS), sa využíva na analýzu pevných povrchov, tenkých filmov, práškových materiálov a medzifáz, táto technika sa využíva na meranie znečistenia povrchov a korózie, charakterizácia povrchových defektov (napr. škvrny, blednutie farby a pod), meranie hrúbky ultratenkých filmov a oxidových vrstiev, meranie a charakterizácia povrchových úprav, chemické zloženie práškov a vlákien, chemická charakterizácia upravovaných polymérnych materiálov, zloženie hĺbkových profilov viacvrstvových materiálov a medzifázová analýza

viac o XPS...

xps

Materiály meniace skupenstvo

(Phase change materials)

  • materiály s vysokým skupenským teplom topenia
  • počas topenia alebo tuhnutia dokážu uchovať alebo uvolniť značné množstvo energie
  • použitie ako materiály akumulujúce energiu, systémy tepelnej ochrany, aktívne a pasívne chladenie elektronických zariadení
  • nemiešateľné zmesi rôznych polymérnych matríc (PE, PP, PAD, epoxidové živice) plnené vybranými tuhými parafínmi absorbujú tepelnú energiu počas topenia parafínu , zatiaľ čo matrica zostáva kompaktná

phase change materials

Elektricky a tepelne vodivé kompozity

  • bežne používané polyméry sa vyznačujú nízkou tepelnou a elektrickou vodivosťou, mnohé aplikácie si vyžadujú vyššie tep. a elektr. vodivosti, napr.: výmenníky tepla, dosky plošných spojov, teplotne závislé rezistory a senzory, antistatické materiály pre elektromagnetické tienenie, atď...
  • ako plnivá sa používajú napr. pokovené anorganické častice, uhlíkové plnivá (sadze alebo uhlíkové vlákna)
  • výhoda týchto materiálov: jednoduchá príprava, vyššia vodivosť, nízka hustota a nižšie ceny v porovnaní s kovmi.

pokovenecastice

Povrchová úprava nízkoteplotnou plazmou

  • homogénna povrchová úprava polymérnych materiálov vo forme fólii alebo práškov
  • funkcionalizácia, čistenie alebo sieťovanie povrchov
  • zvýšenie hydrofílnosti alebo hydrofóbnosti povrchov v závislosti od použitého procesného plynu
  • zlepšenie povrchových a adhéznych vlastností
  • ekologický, čistý a suchý proces vhodný pre rôzne aplikácie

plazma

Sól-gél chémia a technológia

  • založená na polykondenzácii molekulových prekurzorov (kovové alkoxidy pozostávajúce z kremíka, titánu, zirkónu alebo iných prvkov kovu v ich štruktúre), hydrolýza a kondenzácia alkoxidov vedie k tvorbe kovových oxopolymérov
  • sól-gél proces umožňuje zavedenie organických molekúl do anorganickej siete, tieto hybridy sú veľmi rôznorodé v ich zložení, spracovaní, optických a mechanických vlastnostiach
  • zameriavame sa najmä na povrchovú úpravu textílií tenkým filmom siliky na zlepšenie hydrofóbnosti, hydrofilnosti alebo elektrickej vodivosti materiálov, vyvinuli sme niekoľko procedúr na enkapsuláciu proteínov do hydrogélov na báze siliky, časť výskumu je zameraná aj na syntézu nových organofunkčných silánov

sol gel

Nová metóda plazmovej modifikácie na prípravu antibakteriálnych polymérnych povrchov

Bola vyvinutá nová viacstupňová fyzikálno-chemická metóda antibakteriálnej modifikácie polymérov (polyetylénu, izotaktického polypropylénu, polyvinylchloridu, atď) V prvom kroku modifikácie pôsobí nízkoteplotná výbojová plazma, resp. plazma koplanárneho povrchového bariérového výboja vo vzduchu pri atmosférickom tlaku, na povrch polyméru, pričom vznikajú kyslíkaté funkčné skupiny. V druhom kroku postupu sa vytvárajú na povrchu na jednom konci funkcionalizované polyméne kefky prostredníctvom povrchovo iniciovanej polymerizácie kyseliny akrylovej. Polymerizácia umožňuje vytváranie limitovanej hrubšej vrstvy kefiek kyseliny akrylovej s vysokou hustotou očkovania. V poslednom kroku postupu sa imobilizujú vybrané antibakteriálne látky (napr. chitosan a pektín) na povrch očkovaného polyméru. Použitím uvedeného postupu modifikácie sa zvyšuje povrchová drsnosť, hydrofilnosť, povrchová energia a antibakteriálne vlastnosti polyméru.

Biopolymers, biodegradable and compostable plastics

Polymers investigated as environmentally friendly plastics can be divided into three groups: First, biodegradable and compostable polymers (BDP) from renewable resources which could be used for high volume applications in packaging; from this group, polyhydroxy butyrate (PHB) and polylactic acid (PLA) have been investigated. By blending of various BDPs, versatile properties of the blends were achieved from stiff and brittle materials up to flexible film-forming materials. The main contribution to general knowledge consists in a development of extremely efficient compatibilizing system enabling to mix different polymers, to add plasticizers resulting in significant broadening of properties, and to add high amounts of cheap ingredients, especially starch (in thermoplastic form) leading to a decrease in price down to the level competitive with polyolefins.

Second, biodegradable polymers produced from fossil resources, where the most important are polycaprolactone and Ecoflex (copolyester of glycol and a mixture of adipic and terephthalic acids). This research funded by BASF was aimed to investigation of BASF product Ecoflex regarding the application as a component in the blends with other BDPs, especially PHB and PLA. Third, biopolymers, especially starch and lignin are added to polymeric matrix in order to decrease the price of the final material while keeping biodegradability. Besides the work outlined above, application as additives into rubber was investigated with the aim of modification of rubber threads for tires. The addition of biopolymers increases traction on the wet surface and maintains the rolling friction. A patent was filed covering these results.