Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Vse večja uporaba plastike vodi k vse večjemu številu odpadkov, ki prevečkrat pristanejo v naravi in jo onesnažujejo. Vse bolj alarmantno stanje kliče po hitrem iskanju rešitev, predvsem pri recikliranju uporabljene plastike in njeni ponovni uporabi. Eden izmed pogosto uporabljenih materialov je plastika ojačena z ogljikovimi vlakni, ki se uporablja predvsem v izdelavi prevoznih sredstev. Predstavnik te skupine materialov je tudi polikarbonat, ojačen z ogljikovimi vlakni. Namen diplomske naloge je bil z uporabo podkritične vode raziskati razgradnjo polikarbonata, ojačenega z ogljikovimi vlakni in analizirati sestavo pridobljenih produktov. Eksperimente smo izvedli v šaržnem reaktorju pri več različnih temperaturah (250 °C, 300 °C in 350 °C) in pri različnih časih (5, 15, 30, 60 in 120 min) in razmerju material voda 1:5. Produkte smo dobili v različnih fazah in sicer plinski, vodni, trdni in dietiletrski (DEE) fazi. Najprej smo analizirali izkoristke posamezne faze. Največji izkoristek trdne faze (90,5 %) smo določili pri temperaturi 250 °C in času 60 min, kar pomeni, da pri teh pogojih še nismo dosegli učinkovite razgradnje materiala. Najvišji izkoristek DEE faze (63,8 %) smo določili pri 300 °C in 30 min, ta se je nato pri nadaljnjih reakcijah s časom in temperaturo zniževal. Izkoristka plinske faze (19,2 %) in vodne faze ( 5,5 %) sta prav tako naraščala s časom in temperaturo in dosegla maksimum pri temperaturi 350 °C in 120 min. Za določitev komponent v plinski in DEE fazi smo izvedli GC-FID analizo. V DEE fazi smo določili bisefenol A, ki je največji delež (44,6 %) dosegel pri temperaturi 250 °C in času 60 min. Pomemben razgradni produkt je bil tudi fenol, ki je maksimum (57,5 %) dosegel pri temperaturi 350 °C in času 120 min. V plinski mešanici je bilo največ butena (v območju 16 - 70 %), sledila sta mu aceton, pri temperaturah 250 °C in 300 °C, ter propen pri temperaturi 350°C. S FTIR analizo smo analizirali trdne faze po razgradnji in ugotovili, da se z večanjem temperature in reakcijskega časa, v njej nahajajo le ogljikova vlakna, brez ostankov PC materiala. Z analizo vodne faze smo določili količino prisotnega ogljika, ki se je pri temperaturi 250 °C s podaljšanjem časa povečala (od 8,7 % do 9,9 %). Podobno se je pri temperaturi 300 °C koncentracija ogljika v vodni fazi do časa 30 min povečevala(od 12,9 % do19,1 %), nato pa se je začela zmanjševati. Pri temperaturi 350 °C pa se je vrednost ogljika s podaljševanjem časa reakcije zniževala (od 13,5 % do 5,7 %). Rezultati kažejo na to, da je hidrotermična razgradnja polikarbonata, ojačenega z ogljikovimi vlakni, obetajoča alternativna metoda recikliranja s katero lahko, ne le pridobimo ogljikova vlakna, temveč tudi druge uporabne razgradne produkte.
Ključne besede: polikarbonat, hidrotermični postopki, podkritična voda, recikliranje, ogljikova vlakna
Objavljeno v DKUM: 28.10.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 3
Celotno besedilo (3,72 MB)

Opis: Magistrska naloga se osredotoča na razvoj materialnega modela kompozitne strukture in optimizacijo topologije karbonskega monokoka za dirkalnik ekipe Formula Student, UNI Maribor Grand Prix Engineering. Cilj naloge je pridobiti natančne podatke o mehanskih lastnostih kompozitne strukture, ki bodo uporabljeni v numeričnih simulacijah z metodo končnih elementov v programu Ansys. Na podlagi teh podatkov bo izvedena osnovna topološka optimizacija monokoka, pri čemer bo glavni poudarek na zmanjšanju mase ob ohranjanju strukturne trdnosti. V okviru raziskave bo izvedena analiza obstoječih materialnih modelov, optimizacija geometrije in strukture monokoka ter validacija rezultatov s pomočjo eksperimentalnih podatkov. Glavne predpostavke vključujejo obravnavo karbonskih vlaken kot linearno elastičnega materiala v določenem območju obremenitev ter homogeno obravnavo monokoka, čeprav je sestavljen iz več slojev. Omejitve raziskave zajemajo osredotočenost na statične in dinamične obremenitve brez upoštevanja toplotnih vplivov ter prilagajanje optimizacije v skladu s tekmovalnimi predpisi. Rezultati naloge bodo prispevali k izboljšanju procesov načrtovanja kompozitnih struktur ter omogočili nadaljnji razvoj lahkih in zmogljivih monokokov v okviru ekipe Formula Student.
Ključne besede: kompozitna struktura, karbonska vlakna, monokok, Formula Student, materialni model, optimizacija topologije, metoda končnih elementov, numerične simulacije, zmanjšanje mase, vzvojna togost, eksperimentalna validacija.
Objavljeno v DKUM: 28.05.2025; Ogledov: 0; Prenosov: 57
Celotno besedilo (5,75 MB)

Opis: 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.
Ključne besede: plastični materiali, fragmentacija, polietilen tereftalat, recikliran polietilen tereftalat, vlakna polietilen tereftaltata, polilaktična kislina, vlakna melaminske eterificirane smole
Objavljeno v DKUM: 01.03.2023; Ogledov: 660; Prenosov: 61
Celotno besedilo (5,47 MB)

Opis: 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.
Ključne besede: nosilna konstrukcija, platišče, ogljikova vlakna, orodje
Objavljeno v DKUM: 14.09.2022; Ogledov: 569; Prenosov: 2
Celotno besedilo (5,52 MB)

Opis: 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.
Ključne besede: steklena vlakna, kompozitni materiali, nevtralna hidroliza, alkalna hidroliza, aminoliza, tereftalna kislina, BHET - Bis (2-hidroksietil) tereftalat
Objavljeno v DKUM: 08.11.2021; Ogledov: 993; Prenosov: 113
Celotno besedilo (3,28 MB)