1. Recikliranje odpadnih kompozitnih materialov z vgrajenimi ogljikovimi vlakni s postopkom pirolize : diplomsko deloAndrej Umbreht, 2024, undergraduate thesis Abstract: V tej študiji smo raziskovali recikliranje polimera, ojačenega z ogljikovimi vlakni z uporabo pirolize. Začeli smo z opisom temeljnih lastnosti kompozitnih materialov in specifičnih značilnosti polimernega kompozita ojačenega z ogljikovimi vlakni. Podali smo pregled različnih metod recikliranja s poudarkom na pirolizi kot tehniki za predelavo ogljikovih vlaken. Poleg tega smo izvedli postopek oksidacije, da bi primerjali njegove učinke na material. Za analizo kemičnih sprememb v vlaknih, ki so posledica teh obdelav, je bila uporabljena spektroskopija FTIR. Nazadnje smo naše ugotovitve primerjali še z obstoječo literaturo.
Keywords: ogljikova vlakna, kompozitni materiali, piroliza, recikliranje
Published in DKUM: 03.10.2024; Views: 0; Downloads: 18
 Full text (1,88 MB) |
2. Fragmentacija plastičnih materialov v različnih vodnih okoljih : magistrsko deloNoemi Sep, 2023, master's thesis Abstract: Namen magistrske naloge je bil preučiti in primerjati mehanizme degradacije oziroma fragmentacije štirih konvencionalnih plastičnih materialov (polietilen tereftalat (PET), recikliran polietilen tereftalat (rPET), vlakna polietilen tereftaltata (PETFIB), vlakna melaminske eterificirane smole (MERFIB)) in enega biorazgradljivega plastičnega materiala (polilaktična kislina (PLA)) v treh modelnih vodah z različnimi vrednostmi pH (4, 7 in 10) ter v dveh realnih vodah (pitna voda in morska voda). Fragmentacijo plastičnih materialov smo preučevali za njihovo izpostavljenost v treh različnih časovnih obdobjih (1 mesec, 3 meseci in 6 mesecev). Tako smo primerjali kinetiko degradacije/fragmentacije različnih plastičnih materialov ter preučevali vpliv različnih parametrov, kot sta časovna izpostavljenost, vpliv naravnega okolja ter pH vrednosti na kinetiko degradacije. V sklopu magistrske naloge smo prav tako izvedli eksperiment, pri čemer smo uporabili 10-kratno količino začetnega vzorca, kjer smo spremenili razmerje med materialom in vodnim medijem. Na koncu smo izvedli še standardni test za določanje toksičnost (TCLP) po standardu SW-846 Test Method 1311.
Spremembe v masi plastičnih materialov ter količino nastale mikroplastike smo kvantificirali s pomočjo gravimetrije. Morebitne morfološke spremembe materiala smo okarakterizirali s pomočjo optičnega mikroskopa, morebitne spremembe funkcionalnih skupin pa smo spremljali z ATR-FTIR spektroskopijo. V vodnih medijih smo spremljali spreminjanje naslednjih parametrov: pH vrednost, prevodnost, motnost, povprečno velikost delcev ter skupni organski ogljik.
Med petimi preučevanimi materiali kaže MERFIB največjo stopnjo degradacije, najbolj obstojen med preučevanimi materiali pa je konvencionalni material PET. Po šestih mesecih izpostavljenosti smo pri materialih PET, rPET in MERFIB lahko zasledili največjo stopnjo degradacije v primeru uporabe modelne vode s pH vrednostjo 4. V primeru materiala PETFIB pa se je za najučinkovitejše degradacijsko sredstvo izkazala morska voda. PLA se je najbolj degradirala v modelni vodi s pH vrednostjo 10.
S pomočjo standardnega testa za določanje toksičnosti smo prav tako potrdili, da je med petimi preučevanimi materiali MERFIB najbolj nagnjen k fragmentaciji zaradi njegove vlaknaste strukture.
Keywords: plastični materiali, fragmentacija, polietilen tereftalat, recikliran polietilen tereftalat, vlakna polietilen tereftaltata, polilaktična kislina, vlakna melaminske eterificirane smole
Published in DKUM: 01.03.2023; Views: 660; Downloads: 46
Full text (5,47 MB) |
3. Luminiscenčni superhidrofobni beton z dodatkom mikrosilike in metakaolina : diplomsko deloNikolina Škrilec, 2022, undergraduate thesis Abstract: V zaključnem delu smo raziskovali vpliv mikrosilike in metakaolina na lastnosti visokozmogljivega in večnamenskega betona. Z namenom izboljšanja upogibne trdnosti smo betonom dodali še mešanico polivinil alkoholnih (PVA) in polipropilenskisih (PP) vlaken. Visokozmogljivemu betonu smo dodali tudi luminiscenčni prah, saj smo želeli še preučiti njegovo sposobnost emitiranja svetlobe v temi. Površine betonskih vzorcev smo modificirali s hidrofobnimi dodatki in nanodelci. Uspešno smo pripravili visokozmogljive betone, ki imajo superhidrofobne površine in sposobnost emitiranja svetlobe v temi. Tlačno trdnost betonov z dodatki mikrosilike in metakaolina, smo izboljšali za 79,57 % in za 89,19 %. Ugotovili smo, da dodatek metakaolina v primerjavi z dodatkom mikrosilike bolj ugodno vpliva na intenziteto in čas emitacije svetlobe. Z modifikacijo betonske površine smo dosegli kontaktne kote vodnih kapljic večje od 150°. Pripravljeni betoni imajo velik potencial v gradbeni praksi pri konstrukcijah z daljšimi razponi, ki so pogosto izpostavljeni koroziji, kloru in sulfidom. Nadalje se ti betoni lahko uporabijo tudi za osvetljevanje ali kot signalizacija, kjer je otežena izvedba umetne osvetlitve.
Keywords: beton, mikrosilika, metakaolin, luminiscenčni beton, hibridna vlakna, superhidrofobni beton
Published in DKUM: 19.09.2022; Views: 764; Downloads: 61
Full text (2,11 MB) |
4. Konstruiranje nosilne konstrukcije orodja za izdelavo platišč iz ogljikovih vlaken : diplomsko deloUrban Bizjak, 2022, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je predstavljen postopek konstruiranja nosilne konstrukcije orodja za izdelavo platišč iz ogljikovih vlaken. Namen konstrukcije je, da poenostavi in omogoči čim hitrejšo proizvodnjo platišč iz ogljikovih vlaken, saj se platišča proizvajajo serijsko. Vsaka izboljšava, ki omogoči hitrejšo ali lažjo izdelavo platišč, je dobrodošla. V ta namen smo konstruirali nosilno konstrukcijo za izdelavo platišč iz ogljikovih vlaken, ki je mobilna, omogoča delo na orodju v dveh različnih položajih, orodje pa je obenem vrtljivo za 360°. Da je omogočeno lažje in hitrejše delo, so na konstrukciji dodana odlagalna mesta za dele orodja, ki se po procesu izdelave platišča iz ogljikovih vlaken razstavijo. Rezultat tega diplomskega dela je nosilna konstrukcija, ki je primerna za fizično izdelavo in kasnejšo uporabo v proizvodnem procesu avtomobilskih platišč iz ogljikovih vlaken.
Keywords: nosilna konstrukcija, platišče, ogljikova vlakna, orodje
Published in DKUM: 14.09.2022; Views: 569; Downloads: 0 |
5. Identifikacija nevarnosti ter analiza vplivov na okolje pri hidrotermični razgradnji vlaken iz melaminskih eterificiranih smol : magistrsko deloTimotej Vidovič, 2022, master's thesis Abstract: Plastični odpadki predstavljajo velik problem za okolje, saj se velike količine proizvedene plastike ob koncu življenjske dobe znajdejo na odlagališčih, kjer onesnažujejo tla, vode in zrak. Poseben izziv predstavljajo termoseti, ki jih je zaradi njihovih lastnosti težje reciklirati v primerjavi s termoplasti. Melaminske smole spadajo med termosete in so znane predvsem po svoji toplotni odpornosti in stabilni strukturi. Zaradi teh lastnosti in predvsem zaradi trenutnega neznanja glede možnosti recikliranja, svoj življenjski cikel pogosto končajo na odlagališčih. Encimski in hidrotermični procesi so obetavne metode za možno recikliranje in ponovno uporabo termosetov. Oboji procesi predstavljajo okolju prijazne metode za pretvorbo plastičnih odpadkov v uporabne materiale. Encimski procesi povzročijo razgradnjo materiala pod blagimi okolju prijaznimi pogoji, hidrotermični procesi pa uporabljajo vodo pri visoki temperaturi in tlaku.
Tekom magistrskega dela smo preučili encimsko in hidrotermično razgradnjo vlaken melaminske eterificirane smole (MER). Encimsko razgradnjo smo izvedli z uporabo različnih prebavnih encimov, hidrotermično razgradnjo pa pri različnih temperaturah razgradnje: 200, 250, 275, 300 in 350 °C. V vodni fazi smo s pomočjo kivetnih testov analizirali vsebnosti formaldehida, organskih kislin, skupnega dušika in amonijaka. Pri hidrotermični razgradnji smo dodatno analizirali še trdno in plinasto fazo. Glede na podatke pridobljene iz eksperimentalnega dela pri različnih temperaturah hidrotermične razgradnje smo nadalje analizirali okoljske odtise s pomočjo programske opreme OpenLCA in različnih baz podatkov. Ocenili smo odtis toplogrednih plinov (GHG), dušika, fosforja, energetski in ekološki odtis ter potencial strupenosti za človeka. Rezultati kažejo, da je razgradnja pri 200 °C povzročila najmanjši vpliv na okolje, vendar pa so bile največje količine sekundarnih spojin pridobljene pri temperaturi razgradnje 300 °C.
Keywords: vlakna iz melaminskih eterificiranih smol (MER vlakna), encimska razgradnja, hidrotermična razgradnja, identifikacija nevarnosti, HAZOP, analiza življenjskega cikla (LCA)
Published in DKUM: 16.06.2022; Views: 805; Downloads: 89
Full text (3,83 MB) |
6. Kemijsko recikliranje kompozitnih materialov z vgrajenimi steklenimi vlakni : magistrsko deloVesna Žlender, 2021, master's thesis Abstract: Vse večja uporaba kompozitnih materialov z vgrajenimi steklenimi vlakni je povečala ozaveščenost o metodah s katerimi bi lahko reciklirali odslužene kompozite, material pa ponovno uporabili. Tone kompozitnih odpadkov iz različnih aplikacij, ki vsebujejo dragocena steklena vlakna, se vsako leto kopičijo. Te sestavljene odpadke je treba stroškovno učinkovito reciklirati, ne da bi povzročili negativen vpliv na okolje. Magistrsko delo predstavlja pregled obstoječih metod recikliranja kompozitnih odpadkov z vgrajenimi steklenimi vlakni, s poudarkom na ohranitvi vlaken in njihovih lastnosti. Največ pozornosti smo namenili metodam kemijskega recikliranja in sicer depolimerizacijskim metodam. Z njimi smo želeli ločiti vlakna od polimernega nosilca, prav tako pa smo želeli ohraniti mehanske lastnosti vlaken. Odločili smo se za postopke nevtralne in alkalne hidrolize ter za aminolizo. Posvetili smo se tudi vplivu reakcijskih pogojev na produkt nevtralne in alkalne hidrolize, predvsem vpliva reakcijskega časa. Iskali smo tudi najboljše načine, kako izolirati končne produkte. Kljub temu, da pri nevtralni in alkalni hidrolizi nismo pridobili nepoškodovanih steklenih vlaken, smo s pomočjo bazno-kislinske ekstrakcije pridobili monomerno enoto polimernega nosilca to je tereftalno kislino. Med tem, ko smo pri postopku aminolize poleg depolimerizacijskega produkta polimernega nosilca BHET (bis(2-hidroksietil)tereftalat) pridobili tudi nepoškodovana steklena vlakna.
Keywords: steklena vlakna, kompozitni materiali, nevtralna hidroliza, alkalna hidroliza, aminoliza, tereftalna kislina, BHET - Bis (2-hidroksietil) tereftalat
Published in DKUM: 08.11.2021; Views: 993; Downloads: 96
Full text (3,28 MB) |
7. Konstruiranje in numerična trdnostna analiza nosilnega sklopa za deskanje nad vodno gladino : diplomsko deloDavid Gomboc, 2021, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je opisan postopek razvoja nosilnega sklopa za deskanje nad vodno gladino. Predstavljen je princip delovanja, konstruiranje posameznih sestavnih delov sklopa na podlagi zahtev in numerična trdnostna analiza po metodi končnih elementov trupa s pomočjo sodobnih inženirskih orodij. Prikazan je postopek izdelave 3D modelov kril in jambora s pomočjo uvožene geometrije profila, ki je sestavljena iz oblaka točk in določa prečni prerez krila in jambora po celotnem razponu. Trdnostna analiza trupa obsega določitev obremenitev in podpor, izbiro ustrezne gostote računske mreže in preverjanje ustreznosti izbranega materiala na podlagi dobljenih rezultatov.
Keywords: deskanje, hidrogliser, konstruiranje, trdnostna analiza, metoda končnih elementov, numerične analize, ogljikova vlakna
Published in DKUM: 13.10.2021; Views: 981; Downloads: 102
Full text (5,92 MB) |
8. Recikliranje odpadnih kompozitnih materialov z vgrajenimi steklenimi vlakni : magistrsko deloAndreja Turk, 2021, master's thesis Abstract: Z razvojem tehnologije se veča potreba po kompozitnih materialih, saj jih odlikuje njihova visoka trdnost, togost in majhna teža. Kompozitne materiale pa ni enostavno reciklirati, zato je pomembno, da se nenehno išče rešitve kako preprečiti odlaganje odsluženih kompozitnih materialov na odlagališčih. Namen magistrskega dela je recikliranje treh različnih odpadnih kompozitov ojačanih s steklenimi vlakni, s postopkom pirolize z in brez dodatka katalizatorja.
Delo je zajemalo izvajanje postopka termične in katalitične pirolize, čiščenje izpadlih vlaken, čiščenje trdnega ostanka z oksidacijo, gravimetrično analizo nastalih produktov in karakterizacijo trdnih in tekočih produktov z IR spektroskopijo.
Ugotovili smo, da je dodatek katalizatorja vzorcu 2 zvišal temperaturo in skrajšal čas reakcije. Za namen pridobivanja tekočega produkta je najbolj primeren vzorec 1, saj smo za le-tega z istimi pogoji pridobili največ tekočega produkta. Za namen pridobivanja trdnega ostanka pa je najbolj primeren vzorec 2, saj smo z njim pridobili najboljše rezultate. Dodatek katalizatorja ni povečal nastanka tekočega produkta, saj so deleži kataliziranih TP najmanjši.
Keywords: termična piroliza, katalitična piroliza, kompozitni materiali ojačani s steklenimi vlakni, steklena vlakna, recikliranje, zeolit
Published in DKUM: 30.09.2021; Views: 1290; Downloads: 224
Full text (2,39 MB) |
9. Primerjava lastnosti konvencionalnih in recikliranih poliestrnih vlaken : diplomsko deloSonja Ribič, 2021, undergraduate thesis Abstract: Recikliranje je ključnega pomena za učinkovito ravnanje s plastiko ob koncu življenjske dobe. Eden od prvih zelo uspešnih pristopov v tej smeri je bilo recikliranje polietilen tereftalata (PET), iz katerega so po večini izdelana tekstilna vlakna in plastenke. Vendar pa sam proces recikliranja, ponovnega taljenja in ekstruzije polimera zaradi termo mehanskih vplivov med taljenjem in hidrolitske razgradnje med procesi ekstruzije, vpliva na strukturne spremembe polimera na molekulskem in nadmolekulskem nivoju, kar vodi do poslabšanja mehanskih in kemičnih lastnosti izdelkov iz recikliranega polietilen tereftalata (rPET).
Namen diplomske naloge je bil ugotoviti razlike v ključnih kemičnih in fizikalnih lastnostih med konvencionalnimi (PET) in recikliranimi (rPET) vlakni iz polietilen tereftalata. V ta namen so bile izvedene mikroskopske analize in merjenje debeline vlaken, določanje finosti in pretržne sile in raztezka, določanje navzemanja vlage pri konvencionalnih klimatskih pogojih in navzemanja in zadrževanja vode, IR spektroskopija ter termične analize (TGA in DSC). Na osnovi rezultatov je bilo ugotovljeno, da so ob enaki kemični sestavi imela rPET vlakna višji titer, višji pretržni raztezek, večjo sposobnost navzemanja vlage, a so po centrifugiranju zadržala manj vode kot konvencionalna PET vlakna. Večina teh lastnosti najverjetneje izhaja iz razlik v nadmolekulski strukturi, saj so imela rPET vlakna za okrog 27 % nižjo stopnjo kristalinosti v primerjavi s konvencionalnim PET vzorcem.
Keywords: vlakna, polietilen tereftalat, PET, reciklirana polietilen tereftalatna vlakna, kemične in fizikalne lastnosti vlaken
Published in DKUM: 21.09.2021; Views: 1090; Downloads: 88
Full text (2,50 MB) |
10. Eksperimentalna in numerična analiza nosilcev iz karbona : diplomsko deloMetod Meolic, 2020, undergraduate thesis Abstract: V okviru diplomskega dela smo izdelali preizkušance iz ogljikovih vlaken in PMI pene, izvedli eksperimentalne preizkuse in jih numerično analizirali. Med posameznimi rezultati je bila izvedena primerjalna analiza z namenom ugotovitve odstopanj med eksperimentalnim delom in zastavljenim numeričnim preračunom.
V začetku naloge je opisan material, iz katerega so bili preizkušanci izdelani. Sledi opis postopka priprave in izdelave vseh tipov preizkušancev s pripadajočimi tehnologijami. Preizkušanci so se med seboj razlikovali v orientiranosti plasti karbonskih vlaken. Zunanje dimenzije so bile v vseh primerih konstantne. Preizkušance smo upogibno preizkusili v laboratoriju na trgalnem stroju. Po izvedbi preizkusov smo zastavili numerični model preizkušancev. Po obdelavi podatkov dobljenih iz eksperimentalnega in numeričnega dela smo ugotovili, da se preizkušanci v elastičnem področju ujemajo z odstopanjem v velikostnem razredu 20 odstotkov. V sklepnem delu so predstavljene možnosti za nadaljnje raziskovanje in razvoj numeričnih materialnih modelov.
Keywords: ogljikova vlakna, kompozit, izdelava, numerična simulacija
Published in DKUM: 04.02.2021; Views: 1337; Downloads: 95
Full text (2,67 MB) |
