1. Predelava odpadnih zaščitnih kirurških mask v nov funkcionalen polimerni material : doktorska disertacijaAlen Erjavec, 2024, doktorska disertacija Opis: Proizvodnja osebne varovalne opreme (OVO) v zadnjih letih izredno hitro narašča. K tej rasti je zagotovo prispevala pandemija bolezni COVID-19, ki pa ni edini razlog za izredno hitro rast tega sektorja. Po podatkih številnih analitičnih hiš bo trg OVO do leta 2028 imel več kot 60 % rast v primerjavi z letom 2020. Z večanjem proizvodnje OVO, pa se večajo tudi količine tega tipa odpadka in s tem pritisk na prevzemnike odpadkov. Glede na to, da gre pri zaščitnih kirurških maskah (ZKM), za enega najbolj razširjenih kosov OVO, ki ima izredno kratek čas uporabe in je njegova življenjska pot izredno linearno naravnana, so v tej doktorski disertaciji bili analizirani vplivi tega kosa OVO na okolje in predstavljene možnosti recikliranja tega materiala v večvrednostne materiale. Opravljena je bila raziskava rokovanja Slovencev z ZKM v kateri je bilo ugotovljeno, da je v prvem letu pandemije v Sloveniji bilo uporabljenih več kot 344 milijonov kosov ZKM. Prav tako je bila opravljena ocena odpadka in ocena vpliva ZKM na okolje, kadar so te nepravilno odložene. Dokazano je bilo, da so materiali zastopani v ZKM izredno primerni za postopke mehanskega recikliranja. Z namenom zagotavljanja večvrednosti končnega reciklata, so reciklatu ZKM bila dodana naravna polnila. Izbrana so bila polnila na osnovi celuloze in hitozana, saj gre za najbolj razširjena naravna polimera. Med polnili na osnovi celuloze so bili uporabljeni celulozni nanokristali, celulozne nanofibrile in kvaternizirane celulozne nanofibrile, med tem ko sta med hitozani bila uporabljena hitozan z nizko molekulsko maso in kvaterniziran hitozan. Večina polnil, je izkazala pozitiven vpliv na mehanske lastnosti reciklata, saj so nekatera povečala elastičnost reciklata tudi do 100%. Izvedene so bile številne analize površine. Te analize so med drugim pokazale, da prisotnost vseh polnil izkazuje dvig hidrofobnosti materiala, obe kvaternizirani polnili, pa v prisotnosti več kot 10 % izkazujeta tudi zelo dobro antibakterijsko delovanje reciklata, na gram + bakterije Staphylococcus aureus.
Ključne besede: zaščitne kirurške maske, mehansko recikliranje, večvrednostno recikliranje, naravna polnila, polimerni kompozit
Objavljeno v DKUM: 29.11.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 51
 Celotno besedilo (8,65 MB) |
2. Kemijsko recikliranje tekstilnega kompozitnega materiala s prevladujočim deležem poliamida 6 : magistrsko deloPatricija Bizjak, 2021, magistrsko delo Opis: Problema velike količine odpadnih polimernih materialov s katerim se srečuje današnja družba, se bo potrebno lotiti celostno in pri tem nekoliko pogledati izven okvirjev. To magistrsko delo smo zato namenili raziskovanju učinkovitosti metod kemijskega recikliranja tekstilnega kompozitnega materiala s prevladujočim deležem poliamida 6. Osredotočili smo se na alkalno in nevtralno hidrolizo ter metodo segrevanja v mravljični kislini, pri temperaturi vrelišča. Preučevali smo vpliv reakcijskih pogojev na produkt nevtralne hidrolize ter iskali učinkovite načine izolacije končnih produktov. Glede na lastnosti reakcijskih zmesi, smo se pri izolaciji produktov odločali med odparevanjem pod znižanim tlakom, raztapljanjem v destilirani vodi ter med kombinacijo raztapljanja v mravljični kislini in obarjanja. Kljub temu, da nismo dosegli popolne depolimerizacije, izolirani razgradni produkti vseeno obetajo. Alkalna hidroliza se je izkazala za najmanj primerno metodo. Boljše rezultate smo dobili z nevtralno hidrolizo. Pri slednji smo ugotovili, da s povišanjem masnega razmerja med reaktanti, iz 1:10 na 1:50, dosežemo višjo stopnjo depolimerizacije poliamida 6. Pomembna je tudi izbira ustreznega reakcijskega časa. Pri masnem razmerju 1:10 in temperaturi 250 °C, je to 30 oziroma 60 minut. Kot najučinkovitejša metoda depolimerizacije in izolacije produktov se je izkazalo segrevanje/raztapljanje v mravljični kislini.
Ključne besede: poliamid 6, kompozit, kemijsko recikliranje, nevtralna hidroliza, alkalna hidroliza, depolimerizacija v mravljični kislini
Objavljeno v DKUM: 07.12.2021; Ogledov: 842; Prenosov: 94
Celotno besedilo (2,84 MB) |
3. Eksperimentalna in numerična analiza nosilcev iz karbona : diplomsko deloMetod Meolic, 2020, diplomsko delo Opis: 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.
Ključne besede: ogljikova vlakna, kompozit, izdelava, numerična simulacija
Objavljeno v DKUM: 04.02.2021; Ogledov: 1337; Prenosov: 100
Celotno besedilo (2,67 MB) |
4. |
5. Optimizacija polimernega materiala za ohišje konektorja : magistrsko deloNejc Ravničan, 2019, magistrsko delo Opis: Polimerni kompoziti se zaradi svojih lastnosti čedalje več uporabljajo tudi v konstrukcijske namene. Namen magistrskega dela je bil preučevanje in karakterizacija toplotnih in mehanskih, ter lomno-mehanskih lastnosti različnih termoplastičnih polimernih kompozitov, ki bi lahko zamenjali trenutni uporabljeni material za izdelavo ohišja konektorja pri spajanju povoznih plošč. Izvedli smo DSC in DMA analizo za študij toplotnih lastnosti in natezni preizkus, preizkus udarne žilavosti po Charpyju in lomno-mehanski preizkus za preučevanje porušitve materiala. Ugotovili smo, da se v temperaturnem območju uporabe konektorja najbolje obnese termoplastični poliuretan ojačan z dolgimi steklenimi vlakni.
Ključne besede: Mehanika loma, ASTM E1820, polimerni kompozit, SENB, DMA
Objavljeno v DKUM: 29.03.2019; Ogledov: 1329; Prenosov: 55
Celotno besedilo (4,51 MB) |
6. Razvoj bioplastike iz odpadne algne biomase : magistrsko deloAna Podgoršek, 2018, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu je prikazan potek izdelave kompozitne bioplastike. Kot osnovni polimer smo izbrali PLA (polilaktid) ki smo mu v razmerju 5:95 (mikroalge:PLA) in 10:95 (mikroalge:PLA) dodali dve vrsti utrjevalnih faz. Eno vrsto utrjevalne faze predstavlja monokultura Spirulina ,
drugo vrsto utrjevalne faze pa predstavlja mešana kultura odpadnih mikroalg iz pilotne čistilne
naprave. Cilj magistrskega dela je ugotoviti ali lahko mešano kulturo odpadnih mikroalg iz pilotne čistilne naprave uporabimo pri izdelavi bioplastike in kakšen vpliv ima dodatek le-te v različnih razmerjih na končne lastnosti materiala. Pri delu smo uporabili naslednje metode dela:
ekstrudiranje biomase, brizganje granulata, termogravimetrična analiza, diferenčna dinamična
kalometrija, dinamična mehanska analiza, upogibni preizkus, test biorazgradljivosti. Ugotovili smo, da dodatek mikroalg k PLA bistveno ne poslabša lastnosti končnega materiala, poveča pa
se stopnja kristalnosti, zniža se temperatura tališča ter poviša modul izgub.
Ključne besede: Bioplastika, kompozit, utrjevalna faza, polilaktid, mikroalge, biomasa, polimeri.
Objavljeno v DKUM: 07.01.2019; Ogledov: 1343; Prenosov: 152
Celotno besedilo (3,19 MB) |
7. GRADBENO-FIZIKALNI IN EKONOMSKI VIDIK KOMPOZITOV STEN NIZKOENERGIJSKIH HIŠ, PASIVNIH HIŠ TER KOMPOZITOV IZ NARAVNIH MATERIALOV (KONOPLJINA VLAKNA)Primož Zorec, 2016, diplomsko delo Opis: V diplomski nalogi smo izbrali 15 gradbenih kompozitov, od tega 9 kompozitov montažnih lesenih hiš iz umetnih ter naravnih materialov, 3 klasične zidane hiše ter 3 kompozite iz konopljinih vlaken. Kompozite smo primerjali glede na gradbeno-fizikalne lastnosti (toplotno prepustnost, ustreznost glede na nevarnost kondenzacije znotraj stene) in ekonomske lastnosti (ceno 1 m² kompozita). Rezultati kažejo, da lahko z vidika toplotne prepustnosti vse kompozite iz naravnih materialov umestimo vsaj v kategorijo nizkoenergijskih hiš. Izkazalo se je, da lahko alternativni kompozit iz konopljinih vlaken ob približno enaki debelini prav tako enakovredno konkurira s primerjanimi kompoziti v vseh kategorijah. Vsi kompoziti ustrezajo tehničnim zahtevam glede na nevarnost pojava kondenzacije. Na podlagi dobljenih rezultatov, kjer smo primerjali cene materiala na kvadratni meter, je razvidno, da je pri dokaj širokem vzorcu obravnave najboljše razmerje med gradbeno-fizikalnimi lastnostmi in cenovno ugodnostjo pri kompozitih iz konopljinih vlaken. Cenovno so kompoziti ugodnejši v povprečju za 20-30%.
Ključne besede: Toplotna prepustnost, Glaserjeva metoda, gradbeni kompozit, konopljina vlakna, pasivna hiša, nizkoenergijska hiša, montažna gradnja
Objavljeno v DKUM: 05.10.2016; Ogledov: 1724; Prenosov: 149
Celotno besedilo (2,48 MB) |
8. Konstruiranje samonosne karoserije za dirkalnik Formula Student GPE14Matevž Štern, 2016, magistrsko delo Opis: Magistrsko delo predstavlja konstruiranje samonosne karoserije za dirkalnik Formula Student GPE14. V magistrskem delu so predstavljene omejitve, ki izhajajo iz pravilnika FSAE, položaja preostalih komponent in izbire materiala. Na kratko je predstavljeno modeliranje samonosne karoserije in numerične simulacije, ki smo jih izvedli. Predstavljena sta mehanska preizkusa, ki ju je zaradi pravilnika potrebno izvesti. Prikazano je kako rezultate mehanskih testov uporabimo za prilagoditev numeričnih modelov, da na tak način dobimo iz numeričnih simulacij rezultate, ki so primerljivi z rezultati dejanskih testov. V zadnjem delu magistrskega dela pa je predstavljena izdelava samonosne karoserije.
Ključne besede: Formula Student, konstruiranje, samonosna karoserija, kompozit, ogljikova vlakna, numerična simulacija, Catia, Abaqus/CAE
Objavljeno v DKUM: 08.09.2016; Ogledov: 1587; Prenosov: 234
Celotno besedilo (3,93 MB) |
9. |
10. KOVINSKO-KERAMIČNI MATERIAL Z INFILTRIRANO MAGNEZIJEVO ZLITINOMatej Steinacher, 2013, doktorska disertacija Opis: V tem delu je obravnavan kovinsko-keramični material z infiltrirano magnezijevo zlitino (kompozit IPC; ang. interpenetrating phase composite). Preiskovani kompozit IPC je bil izdelan s postopkom gravitacijskega kokilnega litja, karakteriziran s svetlobno mikroskopijo, vrstično in presevno elektronsko mikroskopijo, energijsko disperzijsko spektroskopijo in rentgensko difrakcijo ter bil mehansko preiskan. Osnova kompozita, magnezijeva zlitina AE44, ki je vsebovala 4,94 mas. % Al in 4,42 mas. % kovin redkih zemelj (RE), je bila sestavljena iz primarnih kristalov večkomponentne trdne raztopine α-Mg in intermetalnih faz Al11RE3, Al2RE in Al10RE2Mn7. Utrjevalna sestavina kompozita, keramična pena, je bila sestavljena iz α-Al2O3, α-SiC, β-SiC in SiO2. Keramična pena je imela odprto primarno in večinoma zaprto sekundarno poroznost. Pri litju je talina infiltrirala v primarne pore, v sekundarne pore pa se je delno infiltrirala, delno pa penetrirala skozi mostičke keramične pene. V mejnih območjih med zlitino AE44 in keramično peno se je pojavila močna reakcija, ki je vplivala na mikrostrukturo nastalega kompozita IPC, zato je bilo največ dela usmerjenega v natančno opredelitev mehanizmov in kinetike kemijskih reakcij v mejnih območjih. V ta namen so bili izvedeni poskusi litja z različnimi parametri, modelni preskusi interakcij tudi s kompaktno keramiko ter teoretični študij termodinamskih reakcij. Glavni reakcijski produkti v mejnih območjih AE44 - keramična pena in v penetriranih mostičkih keramične pene so bili MgO, AlSiRE in AlMgSiRE. Kot prvi je nastal MgO z redukcijo SiO2 in Al2O3 z magnezijem. Nato je na MgO nastala faza AlSiRE, na kateri je kasneje epitaksialno kristalizirala faza AlMgSiRE, katere delež se je z daljšim reakcijskim časom povečeval. Z mikrokemijsko analizo je bila opredeljena njuna kemijska sestava, dognano pa je bilo tudi, da imata fazi tetragonalno kristalno strukturo s povsem jasno medsebojno kristalografsko orientacijo. Ugotovljeno je bilo, da fazi AlSiRE in AlMgSiRE ne ustrezata nobeni znani fazi. Kompozit IPC je imel v vseh preiskanih stanjih večjo napetost tečenja in modul elastičnosti ter manjšo upogibno in tlačno trdnost kot zlitina AE44. Faza AlMgSiRE je imela manjšo trdoto in manjši modul elastičnosti od faze AlSiRE.
Ključne besede: magnezijeva zlitina, keramična pena, kompozit, mejno območje, reakcijski produkt
Objavljeno v DKUM: 16.09.2013; Ogledov: 2859; Prenosov: 199
Celotno besedilo (8,34 MB) |
