Search

The role of carboxyl functional groups in acrylic latex employed to fabricate an organic-inorganic composite material based on magnesium phosphate cement has been investigated. The acidic nature of the latex aqueous medium enhanced the dissolution of the magnesium oxide in the first stages of the cement reaction. The following increase in pH promoted the deprotonation of the carboxyl groups, which became involved in surface adsorption effects. Adsorption processes were found to control the nucleation and growth of the reaction products. The resulting overall hindering effect slowed down the reaction rates and delayed the precipitation of the solid phosphates with beneficial consequences, namely, the retardation of setting time and the modulation of the heat released. Modification in the morphology of the formed crystals, with the prevalence of platelet-like over prismatic habit, along with a decrease in their average size, was obtained. The crystals formed in higher amounts with respect to the neat cement because the reaction proceeds closer to equilibrium. The obtained microstructure is strengthened because of a more effective intermingling between crystals and the amorphous phase. Further-more, the synergistic combination of polymer and phosphate cement improved the elastic properties, and reduced the water absorption, impacting positively on the durability of the composite., Byla zkoumána úloha karboxylových funkčních skupin v akrylovém latexu používaném k výrobě organicko-anorganického kompozitního materiálu na bázi hořečnatého fosfátového cementu. Kyselá povaha latexového vodného média podporovala rozpouštění oxidu hořečnatého v prvních fázích cementové reakce. Následující zvýšení pH podpořilo deprotonaci karboxylových skupin, které se zapojily do povrchových adsorpčních efektů. Bylo zjištěno, že adsorpční procesy řídí nukleaci a růst reakčních produktů. Výsledný celkový retardační účinek zpomalil reakční rychlosti a zpozdil srážení pevných fosfátů s příznivými důsledky, jmenovitě zpomalením doby tuhnutí a modulací uvolněného tepla. Byla získána modifikace v morfologii vytvořených krystalů s převahou destičkovitého nad prizmatickým vzorem spolu se snížením jejich průměrné velikosti. Krystaly se tvoří ve větším množství vzhledem k čistému cementu, protože reakce probíhá blíže k rovnováze. Získaná mikrostruktura je posílena díky účinnějšímu promísení mezi krystaly a amorfní fází. Navíc synergická kombinace polymeru a fosfátového cementu zlepšila elastické vlastnosti a snížila absorpci vody, což má pozitivní dopad na životnost kompozitu.

V teoretické části této diplomové práce jsou ve formě rešerše zpracována témata zabývající se obecnou problematikou nátěrových hmot se zaměřením na voděodolné latexy. Experimentální část se zaměřuje na přípravu a charakterizaci latexů na bázi zesítěných akrylátových kopolymerů. U připravených disperzí, z nichž některé obsahovaly nanostrukturní oxid hořečnatý a/nebo tvrdidlo, byly vyhodnoceny a porovnány jejich základní vlastnosti. Z nátěrových filmů byly poté posouzeny jejich fyzikální a chemické vlastnosti, zejména se zaměřením na jejich citlivost vůči působení vody. Také byla snaha o zavedení alternativní metody stanovení síťové hustoty., The theoretical part of this thesis consists of a literature review focusing on the general issues of coatings, with an emphasis on water-resistant latexes. The experimental section is dedicated to the preparation and characterization of latexes based on cross-linked acrylic copolymers. The basic properties of the prepared dispersions, some of which contained nanostructured magnesium oxide and/or a crosslinker, were evaluated and compared. Subsequently, the physical and chemical properties of the coating films were assessed, particularly their sensitivity to water exposure. There was also an attempt to introduce an alternative method for determining the network density., Fakulta chemicko-technologická, Diplomant přednesl výsledky své diplomové práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Tato diplomová práce se zabývá využitím alternativních monomerů z obnovitelných zdrojů pro syntézu filmotvorných samosíťujících latexů. Teoretická část se mimosamotné náhrady bio-monomeů zabývá zejména popisem koloidních systémů, jejich syntézy, struktury a vlastností. Experimentální část se pak věnuje přípravě dvou sérií polyakrylátových latexů lišící se typem anionaktivního emulgátoru. Jejich základní vlastnosti a vliv polymerizovatelného a nepolyme-rizovatelného emulgátoru byly zkoumány společně s vlivem obsahu kopolymerovaného bio-monomeru. U jejich povlaků a filmů pak byly zkoumány lakařské a mechanické vlastnosti., This master thesis deals with the use of alternative monomers from renewable sources for the synthesis of film-forming self-crosslinking latexes. The theoretical part deals with the off-system substitutes of bio-monomers, mainly describing the colloidal systems, their synthesis, structure and properties. The experimental part is then devoted to the preparation of two se-ries of polyacrylate latexes differing in the type of anionic emulsifier. Their basic properties and the influence of the polymerizable and non-polymerizable emulsifier were investigated together with the effect of the copolymerized bio-monomer content. The paint and mechanical properties of their coatings and films were then investigated., Fakulta chemicko-technologická, Diplomant přednesl výsledky své diplomové práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

In this work, two bio-based raw materials, rapeseed oil and technical-grade oleic acid, were modified to yield acrylated monomers. Polymeric latexes designed for coating applications were synthesized using emulsion polymerization. Methyl methacrylate and butyl acrylate were copolymerized with various ratios of the acrylated bio-based monomers (0-20 wt.% in the monomer mixture). The polymerization with high monomer conversion and low coagulum content was successfully performed up to the content of 15 wt.% of the bio-based monomers, leading to long-term stable latexes. The asymmetric flow field flow fractionation coupled with a multi-angle light scattering detector was used to describe the molar mass distribution of the synthesized copolymers. Ultra-high molar mass fractions were detected in copolymers comprising the bio-based monomers due to the presence of multi-acrylated bio-based ingredients originating from linoleic and linolenic fatty acids. This phenomenon became more pronounced for the rapeseed oil-originated monomer. The prepared latexes comprising copolymerized bio-based monomers showed comparable or even better coating performance in terms of gloss and water resistance in comparison with the reference acrylic coating, which makes the acrylated vegetable oil-based monomers attractive for the manufacturing of sustainable water-borne materials in the coating industry., Dva výchozí biomateriály, řepkový olej a technická kyselina olejová, byly modifikovány na akrylátové monomery. Tyto materiály byly následně použity pro syntézu akrylátových kopolymerů, určených pro aplikace v nátěrových hmotách, pomocí emulzní polymerace.

Acrylated methyl esters of higher fatty acids derived from camelina oil and linseed oil were synthesized through transesterification, epoxidation, and subsequent acrylation. Methyl methacrylate and butyl acrylate were copolymerized with various amounts of bio-based derivatives (5 - 30 wt% in monomer mixture) to obtain polymeric latexes for coating applications. Successful emulsion polymerizations with up to 25 wt% of the bio-based derivatives were performed with low coagulum (below 2%) and high monomer conversion (around 95%). The incorporation of bio-based derivatives into polymeric latexes was confirmed with infrared spectroscopy. Asymmetric flow field flow fractionation coupled with a multi-angle light scattering was used to analyze the synthesized copolymers in terms of their molar mass distribution. The results revealed that copolymerizing the bio-based derivatives resulted in ultra-high molar mass nanogel fractions formed because of multi-acrylated ingredients derived from polyunsaturated fatty acids. The phenomenon of nanogel formation became more pronounced for the linseed oil-based derivative. Evaluated coating properties showed that latexes comprising the bio-based derivatives provided increased water repellence (about 10 degrees higher water contact angles were achieved for all bio-based coating compositions in contrast to a reference latex). Moreover, latexes comprising chemically modified oils in the content of 25 and 30 wt% provided water whitening-resistant coatings, making the bio-based derivatives promising candidates for replacing petroleum-based monomers in the production of sustainable latex coatings., Transesterifikací, epoxidací a následnou akrylací byly syntetizovány akrylátové methylestery vyšších mastných kyselin, pocházející z lněného a lničkového oleje. Methylmethakrylát a butylakrylát byly následně kopolymerovány s různým množstvím těchto derivátů na biologické bázi za účelem získání polymerních latexů pro nátěrové aplikace.

V této diplomové práci byly připraveny modelové polymerní disperze strukturovaných latexových částic technikou semi-kontinuální emulzní polymerace. Jako výchozí monomery byly použity 2,2,2-trifluorethylmethakrylát, methylmethakrylát, butylakrylát, kyselinu methakrylovou, glycidylmethakrylát a 2-(acetoacetoxy)ethylmethakrylát. Do struktury emulzních kopolymerů byly při polymeraci kovalentně zabudovány molekuly hexaamino-cyklo-trifosfazenu. Byly vyhodnoceny základní vlastnosti s důrazem na hořlavost. Do připravených latexů bylo přidáno aminové tvrdidlo a byl sledován vliv post-koalescenčního síťování. U takto připravených latexů byla posouzena možnost využití nátěrových systémů pro aplikace vyžadující zvýšenou protipožární ochranu., In this thesis, model polymer dispersions of structured latex particles were prepared using the semi-continuous emulsion polymerization technique. 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, methacrylic acid, glycidyl methacrylate and 2-(acetoacetoxy)ethyl methacrylate were used as starting monomers. Hexaamino-cyclo-triphosphazene molecules were covalently incorporated into the structure of emulsion copolymers during polymerization. Basic properties were evaluated with an emphasis on flammability. Amine hardener was added to the prepared latexes and the effect of post-coalescence cross-linking was monitored. With the latexes prepared in this way, the possibility of using coating systems for applications requiring increased fire protection was assessed., Fakulta chemicko-technologická, Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise. Vyjádření vedoucí diplomové práce k vyhodnocení systému na odhalování plagiátu bylo přečteno. Komise se jednomyslně shodla, že práce rozhodně není plagiátem., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Součástí této diplomové práce je literární rešerše zabývající se Fused Filament Fabrication (FFF) technologií 3D tisku. Dále jsou zde popsány historie a technologie 3D tisku, výzvy při práci s 3D tiskem, tradiční a netradiční filamenty, emulzní polymerace a adheziva pro 3D tisk. Hlavním předmětem diplomové práce však byla příprava latexů a jejich aplikace jakožto adhezivních mezivrstev při FFF 3D tisku z polypropylenu, polyethylenu a polyamidu. Připravené latexové adhezivní prostředky byly porovnány s komerčními typy adhezivních přípravků. Byla také zhodnocena čistitelnost a odstranitelnost latexové adhezivní úpravy z 3D produktů a skleněné tiskové podložky. Byl posuzován vliv kopolymerního složení latexů z pohledu obsahu stavebních jednotek sodné soli kyseliny 4-styrensulfonové na adhezní účinnost povrchové úpravy při FFF 3D tisku polymerních filamentů na bázi polypropylenu a polyamidu, které se vyznačují nedostatečnou přilnavostí k tiskové podložce., A part of this thesis is a literary research focused on FFF 3D printing technology. It also describes the history and technology of 3D printing, challenges when working with 3D printing, traditional and non-traditional filaments, emulsion polymerization and adhesives for 3D printing. The main subject of the thesis was the preparation of latexes and their application as adhesive interlayers in FFF 3D printing from polypropylene, polyethylene and polyamide. The prepared latex-based adhesives were compared with the commercial adhesives. Furthermore, the cleanability and removability of latex adhesive treatment from 3D products and glass printing mat were also evaluated. The influence of the copolymer composition of latexes from the point of view of the content of the building units of the sodium salt of 4-styrene sulfonic acid, on the adhesion efficiency of the surface treatment during FFF 3D printing of polymer filaments based on polypropylene and polyamide, which are characterized by insufficient adhesion to the printing substrate, was assessed., Fakulta chemicko-technologická, Diplomant přednesl výsledky své diplomové práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Tato diplomová práce obsahuje literární rešerši v souvislosti se zadaným tématem, která byla zásadní pro realizaci provedeného experimentu. Dále se zabývá polymerními senzory a jejich využitím a rovněž matricemi polymerních scintilátorů. V experimentální části je pak popsána syntéza fotoemisivních polymerů s využitím emulzní polymerace a jejich následná charakterizace. Charakterizace zhotovených polymerů je zaměřena na typické vlastnosti polymerů, jako např. molární hmotnosti, ale také na jejich luminiscenční a senzorické vlastnosti., This master thesis contains literature research related to the given topic which was essential for performing of the following experiment. This literature research also deals with polymer-based sensors and their applications and polymer-based scintillator matrices. In the experimental part, the synthesis of photoemissive polymers using emulsion polymerization and their characterization were described. The characterization of produced polymers focused on typical polymer properties, such as molar mass, and luminescent and sensor properties., Fakulta chemicko-technologická, Diplomant přednesl výsledky své diplomové práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Tato diplomová práce obsahuje stručnou literární rešerši na téma vodných akrylových polymerních disperzí připravených technikou emulzní polymerace. Teoretická část se také věnuje tvorbě latexového filmu a iontovému síťování vzhledem k inkorporaci nanostrukturního oxidu zinečnatého. V rámci zamýšlené aplikace připravených latexů je v teoretické části popsáno využití vodných polymerních disperzí v oboru nátěrových hmot a rešerše je zakončena kapitolou o bližší charakteristice oxidu zinečnatého. Experimentální část se zabývá přípravou vodných polymerních disperzí na bázi akrylových monomerů s odlišnou velikostí a obsahem inkludovaného nanostrukturního oxidu zinečnatého. Základní vlastnosti latexů byly vyhodnoceny zejména po stránce jejich stability a reálného obsahu inkludovaného nanostrukturního oxidu zinečnatého. U jejich nátěrových povlaků byly posouzeny lakařské vlastnosti a velký důraz byl kladen na jejich antimikrobiální účinnost v souvislosti s obsahem a velikostí částic inkludovaného oxidu zinečnatého., This master thesis contains a brief literature survey on the topic of aqueous acrylic polymer dispersions prepared via the emulsion polymerization technique. The theoretical part is also devoted to latex film formation and ionic crosslinking due to the incorporation of nanostructured zinc oxide. Within the intended application of the prepared latexes, the usage in the coating industry is described in the theoretical part, and the survey is concluded with a chapter about more detailed characteristics of zinc oxide. The experimental part deals with the preparation of aqueous polymer dispersions based on acrylic monomers with various sizes and content of included zinc oxide nanoparticles. The basic properties of latexes were evaluated mainly in terms of their stability and the real content of included nanostructured zinc oxide. The paint properties of their coatings were assessed and great emphasis was placed on their antimicrobial effectiveness in the context of the content and size of the included zinc oxide nanoparticles., Fakulta chemicko-technologická, Diplomant přednesl výsledky své diplomové práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Habilitační práce shrnuje výsledky výzkumu zaměřeného na síťování polymerů připravených emulzní polymerací. Byl studován zejména vliv inter-částicového a intra-částicového síťování s ohledem na užitné vlastnosti výsledných materiálů, určených zejména pro lakařské aplikace., The habilitation thesis summarizes the results of research focused on crosslinking of polymers prepared by emulsion polymerization. In particular, the effect of inter-particle and intra-particle crosslinking was studied with respect to the useful properties of the resulting materials, intended especially for paint applications., Fakulta chemicko-technologická

Práce se zabývá začleněním nanočástic La2O3 a zavedením mechanismu samo-síťování do vodou ředitelnýchpojiv na bázi akrylátového latexu. Latexy byly připraveny semi-kontinuální emulzní polymerací. K získání trojrozměrné makromolekulární sítě akrylátového latexového polymeru byly použity tyto samo-síťující mechanismy: keto-hydrazidová reakce, reakce acetoacetátové skupiny s diaminem, samo-kondenzace N-methylolakrylamidu a samokondenzace N-(2-hydroxy-propyl)methakrylátu. U pojiv na bázi akrylátového latexu byla sledována chemická, fyzikálně-mechanická odolnost, odolnost v korozním prostředí C3 a antimikrobiální účinnost. Pro dosažení antimikrobiální účinnosti byly během syntézy akrylátového pojiva začleněny nanočástice lanthanu o ověřené funkční koncentraci 1,5 % hmotn. Ze syntetizovaných akrylátových pojiv byly formulovány nátěrové hmoty s 20 % hmotn. pigmentu TiO2. Na základě výsledných hodnot charakterizace pojiv a nátěrových hmot byly formulovány nátěrové hmoty z nejlépe hodnocených pojiv s antikorozními pigmenty při OKP 10 % s obsahem Fe2O3 při Q = 35 %. Účinnost připravených pojiv byla porovnána s latexem bez obsahu nanočástic a bez mechanismu samo-síťování., The thesis discusses the incorporation of La2O3 nanoparticles and the self-crosslinking mechanism into a water-soluble acrylate latexes. Latexes were prepared by semi-continuous emulsion polymerization. To obtain the three-dimensional chemical structure of acrylate latex were used keto-dihydrazide crosslinking mechanism, reaction of the acetoacetate group with diamine, self-condensation of N-methylolacrylamide or N-(2-hydroxypropyl) methacrylate. Chemical, physical-mechanical resistance, also resistance in the corrosive enviroment C3 and antimicrobial efficiency was monitored. La2O3 nanoparticles with a verified functional concentration of 1,5 % by weight were incorporated during the syntesis of an acrylate latex to achieve antimicrobial efficiency. Coatings were formulated with pigment TiO2 with concentration 20 % by weight. Based on the results of characterization of latexes and formulated coatings, were coatings with anticorrosion pigments at OKP 10 % with Fe2O3 at Q = 35 % formulated. The effectiveness of the prepared latexes was compared with latexes without nanoparticles and without crosslinking mechanism., Fakulta chemicko-technologická, Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

In the context of reducing the environmental impact of cement manufacturing, magnesium phosphate cements raise interest as alternative binders in construction, for immobilization of wastes, and recycling purposes. Their use in applications is somehow limited by short setting time, brittleness and low water resistance; this calls for the use of additives. Two polymer additives were designed adopting emulsion polymerization, an environmentally friendly solution to make available polymers as water-based latex dispersions. The composites containing 5 wt% of polymer, exhibited better elastic behaviour, with up to twice the toughness of the reference sample and of a sample produced with commercial styrene butadiene rubber latex. Moreover, the additives reduced the apparent porosity, promoted phosphate crystallization, modified the size and shape of crystals, and effectively retarded the reaction, extending working time. The acrylic emulsion developing keto-hydrazide self-crosslinking reaction imparted better properties to the composite, thanks to the synergistic effect with the MPC setting reaction. (c) 2021 Elsevier Ltd. All rights reserved., V kontextu snižování dopadu výroby cementu na životní prostředí nabývají na významu hořečnato-fosfátové cementy (MPC) jako alternativní pojiva ve stavebnictví, pro imobilizaci odpadů a pro účely recyklace. Jejich použití v aplikacích je limitováno krátkou dobou tuhnutí, křehkostí a nízkou voděodolností, což vyžaduje použití přísad. Byly navrženy dvě latexové disperze na vodní bázi jako polymerní aditiva připravená pomocí emulzní polymerace, což je řešení šetrné k životnímu prostředí. Kompozity obsahující 5 % hmotn. polymeru vykazovaly lepší elastické chování s až dvojnásobnou houževnatostí než referenční vzorek a vzorek vyrobený z komerčního latexu styren-butadienového kaučuku. Navíc aditiva snižovala zdánlivou poréznost, podporovala krystalizaci fosfátů, upravovala velikost a tvar krystalů a účinně zpomalovala reakci, čímž prodlužovala pracovní dobu. Akrylátový latex využívající keto-hydrazidovou samosíťující reakci propůjčil kompozitu lepší vlastnosti díky synergickému efektu s reakcí vytvrzení MPC.

Práce se zabývá epoxidací methylesterů řepkového a lněného oleje pomocí peroxidu vodíku a kyseliny mravenčí za různých reakčních podmínek (čas a teplota reakce, intenzita míchání, ?). V teoretické části jsou popsány vlastnosti olejů, methylesterů a epoxidovaných methylesterů, a zejména samotná epoxidační reakce. V experimentální části je popsána příprava epoxidovaných methylesterů z původního oleje (transesterifikace a epoxidace) a jednotlivá měření sledovaných vlastností (jodové číslo, epoxidový ekvivalent, kinematická viskozita, hustota,?). Byla provedena analýza vlivu jednotlivých proměnných na výsledné vlastnosti. Na finální vlastnosti epoxidovaných methylesterů má největší vliv teplota a rekční čas. Nezanedbatelný vliv mají molární poměry přidané kyseliny mravenčí a peroxidu vodíku. Jako nevýznamné parametry byly určeny intenzita míchání a použití katalyzátoru. V poslední části je popsáno využití epoxidovaných methylesterů v přípravě latexů, kde došlo ke změně vlastností jako lesk, tvrdost, dynamická viskozita, minimální filmotvorná teplota, ale snížil se výtěžek v důsledku většího vzniku nežádoucího koagulátu., This thesis is focused on the epoxidation of methyl esters of rapeseed and linseed oil using hydrogen peroxide and formic acid in various reaction conditions (reaction time and temperature, agitation intensity, etc.). In the theoretical part, properties of vegetable oils, methyl esters and epoxidized methyl esters and mainly the epoxidation reaction is described. In the experimental part, the preparation of epoxidized methyl ester from origin oil and measuring of chosen physical-chemical properties such as iodine value, epoxy equivalent, kinematic viscosity, density, etc. is described. The relation between reaction conditions and properties of formed epoxides was described by statistical analysis. The most important influence on final properties have reaction temperature and time. The molar ratio of formic acid and hydrogen peroxide have also important, but smaller effect. The insignificant parameters are agitation intensity and catalyst usage. In the last part, the formed epoxides were applied for the preparation of latex. Application of oil methyl esters into latex with methyl esters change some properties, but disadvantage is lower yield caused by higher formation of undesirable coagulate., Fakulta chemicko-technologická, Doc. Čičmanec představil studenta a komisi a vyzval studenta k prezentaci diplomové práce. Student přednesl prezentaci k diplomové práci. prof. Málek přečetl posudek vedoucího práce v plném znění z důvodu nepřítomnosti vedoucího diplomové práce v komisi a posudek oponenta. Diplomant odpověděl na otázky oponenta uvedené v posudku. Došlo na otázky členů komise: Prof. Čapek: Uvádíte v tabulce, že konverze je rovna 12,29 tak to ale nemůže být na desetiny, setiny. Chápu správně, že jste použil uvedený model, kde se dá vypočítat konverze dle uvedené rovnice v diplomové práci? Doc. Komersová: Kolikrát jste experiment prováděl, celý nebo pouze částečně ke stanovení jednotlivých parametrů rovnice? Jaké kritérium jste si zvolil pro posouzení regresní analýzy? Prof. Bulánek: Peroxid vodíku je drahý reaktant. Jaké konverze a s jakou selektivitou byl použit pro tvorbu epoxidu?, Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Tato práce pojednává o polymerních disperzích (tzv. latexech) připravených emulzní polymerací síťovaných pomocí dihydrazidu kyseliny adipové, které obsahovaly nanočástice na bázi nanostrukturního oxidu zinečnatého. Součástí je stručná literární rešerše na toto téma a témat s ním spojených. V experimentální části se práce zabývá popisem syntézy latexů a jejich následným testováním. U latexů byla proměřena jejich viskozita, pH, minimální filmotvorná teplota, obsah sušiny a koagulátu. Dále byly u latexových filmů provedeny lakařské zkoušky a zkoušky na stanovení reálného obsahu zinku, síťové hustoty a absorpce vody. Bylo zjištěno, že inkorporací nanostrukturního oxidu zinečnatého během syntézy došlo ke zvýšení síťové hustoty výsledných latexových filmů vlivem vzniku iontových vazeb, což vedlo ke zvýšení mechanické a chemické odolnosti., This work deals with polymer dispersions (so-called latexes) prepared by emulsion polymerization using adipic acid dihydrazide as a cross-linking agent with increasing amount of nanoparticles based on nanostructured zinc oxide. It includes a brief literary survey on this topic and associated topics . In the experimental part the work deals with the synthesis process of latexes and their subsequent testing. Latexes are evaluated for their viscosity, pH, minimum film-forming temperature, content of dry matter and coagulate. Furthermore, latex films were subjected to painting tests and determination of the real zinc content, crosslink density and water absorption. It was found that the incorporation of nanostructured zinc oxide during the synthesis increased the crosslink density of the resulting latex films due to the formation of ionic bonds, which led to mechanical and chemical resistence of latex films., Fakulta chemicko-technologická, Student přednesl výsledky své bakalářské práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Součástí této diplomové práce je literární rešerše zabývající se přípravou vodou ředitelných polymerních disperzí pomocí emulzní polymerace, výčtem metod stanovení molekulové hmotnosti polymerů s důrazem na stanovení molekulové hmotnosti emulzních polymerů pomocí gelové permeační chromatografie s více úhlovým detektorem rozptylu světla, zejména pak na metodu frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli spolu s více úhlovým detektorem rozptylu světla. V experimentální části je popsána příprava akrylátových latexů a hodnocení jejich základních vlastností, molekulové hmotnost a její distribuce. Z latexů, u kterých byl předpoklad použitelnosti v lakařství, byly vytvořeny nátěrové povlaky a sledovány u nich byly fyzikálně-mechanické vlastnosti, chemická odolnost a citlivost vůči působení vody. Výsledky a diskuse se týkají především porovnání chemických a fyzikálních vlivů působících na molekulovou hmotnost a mass recovery (výtěžnost) při separaci metodou frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli. Bylo zjištěno, že separace a tudíž i stanovení molekulové hmotnosti mohou být významně zkresleny při analýze akrylátových latexových polymerů majících vysokou molekulovou hmotnost (polymery s vysokým podílem butylakrylátu jako komonomeru) a zároveň obsahujících vyšší koncentraci ionizovaných karboxylových skupin (alkalizované kopolymery s obsahem od 2 3 hm % kyseliny methakrylové ve výchozí násadě akrylátových monomerů)., This master thesis includes research dealing with water-borne polymeric dispersions prepared by emulsion polymerization, a summary of methods for determining the molecular weight of polymers, with emphasis on determining the molecular weight of emulsion polymers using gel permeation chromatography with multi-angle light scattering detector, especially asymmetric flow field-flow fractionation together with a multi-angle light scattering detector. The experimental part describes the preparation of acrylate latexes and the evaluation of their basic properties: solids content, pH, viscosity, particle size, zeta potential, glass transition temperature and molar mass distribution. Coating films were cast from the latexes, which were expected to be useful in painting, to monitor physical-mechanical properties, chemical resistance and sensitivity to water. The results and discussion mainly concern the comparison of chemical and physical influences causing a change of molecular weight and mass recovery during separation by the method asymmetric flow field-flow fractionation. It has been found that separation and thus determining the molecular weight may be significantly distorted during analysis of acrylic latex polymers, which have a high molecular weight (polymers with a high proportion of butyl acrylate as a comonomer), and also containing higher concentrations of ionized carboxyl groups (alkalized copolymers containing from 2-3 % methacrylic acid in the starting batch of acrylate monomers)., Fakulta chemicko-technologická, Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Příspěvek se týká snadné výroby samosíťujících akrylových latexových pojiv obsahujících nanočástice na bázi ZnO v roli biocidu. Začlenění nanostrukturního ZnO bylo provedeno během syntézy latexu prováděné technikou semi-kontinuální emulzní polymerace. Pro zajištění kovalentního samosíťování s dihydrazidem kyseliny adipové byl do polymeru kopolymerován diacetonakrylamid. S ohledem na výchozí koncentraci nanostrukturního ZnO (0,5  2 hm. %, vztaženo na monomery) byla sledována stabilita pojiv při skladování a lakařské vlastnosti. Bylo zjištěno, že všechna pojiva obsahující anorganické nanočástice vykazují dlouhodobou stabilitu při skladování a poskytují zesítěné transparentní nátěrové filmy s vysokým leskem. Pojiva syntetizovaná za použití 1  2 hm.% nanostrukturního ZnO (vzhledem k monomerům) poskytovala nátěrové filmy se zvýšenou odolností vůči rozpouštědlům a bakteriostatickým účinkem., This paper deals with a facile fabrication of self-crosslinking acrylic latex coating binders comprising embedded nanoparticles originated from ZnO in the role of biocide agent. The incorporation of nanostructured ZnO was performed during the latex synthesis carried out by a semi-continuous emulsion polymerization technique. For the covalent self-crosslinking, diacetone acrylamide was copolymerized into the polymer to provide sites for the subsequent reaction with adipic acid dihydrazide. The latex storage stability and coating performance were assessed with respect to the concentration of incorporated nanoparticles (0.5-2 wt.% based on monomers). It was found that all coating binder compositions containing inorganic nanoparticles exhibited a long-term shelf-life stability and provided crosslinked smooth transparent coating films of high gloss. The binder compositions synthesized using 1-2 wt.% of nanostructured ZnO (related to monomers) provided coatings with enhanced solvent resistance and bacteriostatic effect.

V bakalářské práci byla provedena literární rešerše zabývající se latexovými ochrannými nátěry, které ve své struktuře obsahovaly kovalentně zabudovaný hexaamino-cyklo-trifosfazen. Byly připraveny polymerní disperze strukturovaných latexových částic, do kterých byly kovalentně zabudovány molekuly hexaamino-cyklo-trifosfazenu technikou emulzní polymerace. Byly vyhodnoceny základní vlastnosti připravených latexů a nátěrových filmů., In the bachelor's thesis, a literature search was performed dealing with latex protective coatings, which contained in their structure covalently incorporated hexaamino-cyclo-triphosphazene. Polymer dispersions of structured latex particles were prepared, into which hexaamino-cyclo-triphosphazene molecules were covalently incorporated by emulsion polymerization. The basic properties of the prepared latexes and paint films were evaluated., Fakulta chemicko-technologická, Bakalářka přednesla výsledky své bakalářské práce a zodpověděla dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

V diplomové práci je zahrnuta literární rešerše, ve které je obsažen jednak obecný princip radikálové polymerace, ale také její jednotlivé typy s důrazem na emulzní polymeraci, která je klíčovou součástí experimentu. V teoretické části jsou popsány taktéž jednotlivé principy použitého síťování latexových filmů spolu s použitými typy surfaktantů, včetně vlastností nanostrukturního oxidu zinečnatého, který je základem iontového síťování. Experimentální část práce se věnuje přípravě polymerních disperzí, které se od sebe liší zejména použitým typem a stupněm síťování, ale jednak užitím polymerizovatelného a nepolymerizovatelného surfaktantu. U polymerních filmů je hodnocena zejména stabilita jejich disperzí z nejrůznějších hledisek, ale také je kladen důraz na odolnost materiálů z hlediska absorpce vody a odolnosti vůči zbělení., This master's thesis contains a research section which describes the general principle of radical polymerization and also it's particular subtypes with the emphasis on emulsion polymerization which is a key part of the experiments conducted. The theoretical part also describes the various types of cross-linking used in latex films together with the properties of used surfactants and also the nanostructured zinc oxide which was the basis of ionic cross-linking in the experiments. The second, experimental part details the preparation of polymer dispersions which differ mainly in the type and level of cross-linking but also the usage of either polymerizable or nonpolymerizable surfactant. The films are then studied, and their stability is evaluated. Furthermore, the materials are characterized on basis of their resistance to water and whitening., Fakulta chemicko-technologická, Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Práce s názvem "Inteligentní polymerní pojiva na bázi strukturovaných samosíťujících latexů" se zabývá studiem, přípravou, hodnocením a aplikací jednosložkových pojiv vodou ředitelných nátěrových hmot připravovaných technikou emulzní polymerace. Do struktury latexových částic lze kovalentně navázat funkcionalizované sloučeniny, které zapříčiňují vznik polymerní sítě uvnitř těchto částic, popř. umožňují následné mezičásticové síťování po přidání síťující složky. Deriváty cyklo-trifosfazenu například mohou sloužit jako vnitročásticové síťovadlo a jejich přítomnost navíc snižuje hořlavost takto připravených nátěrových povlaků. Dále byla pozornost věnována vzniku a eliminaci tzv. bleskové koroze, jejíž výskyt bývá při nanášení vodných pojiv na kovové substráty velmi častý. Zakomponováním již velmi malého množství nanočástic oxidu zinečnatého do latexového pojiva v průběhu jeho přípravy lze tento jev dostatečně eliminovat a tím zlepšit jak mechanické vlastnosti nátěrů, tak jejich vzhled. Vlastnosti takto připravených nátěrových povlaků byly také modifikovány za použití alternativního mezičásticového síťovadla poly(amido)aminu nulté generace místo konvenčního dihydrazidu kyseliny adipové., The thesis with the title "Smart coating binders based on structured self-crosslinking latexes" is focused on study, preparation, characterization and application of onecomponent polymeric binders for waterborne coatings. The latexes were prepared using the emulsion polymerization technique. The functionalized compounds can be covalently linked in the structure of latex-particles, which causes the intra-particle crosslinking resulting in microgel particles or the subsequent inter-particle crosslinking reaction. Ideal candidates for achieving this effect from this group of compounds are phosphazene derivatives, which can act as intra-particle crosslinking agents and also as flame retardants in the resulting coatings. A section of the thesis is also dedicated to the so-called flash rust creation and elimination. The phenomenon occurs frequently when a latex paint is applied on metal substrates. This phenomenon can be eliminated by the incorporation of a relatively low amount of nano-sized zinc oxide in latex binders during their polymerization, which results in improvement of mechanical and optical properties of the resulting coatings. Properties of coatings prepared this way were also modified by replacing the conventional ADH ? inter-particle crosslinker for the novel 0G PAMAM dendrimer., Fakulta chemicko-technologická, Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Příspěvek se týká snadné výroby samosíťujícího akrylového latexového pojiva obsahujícího nanočástice na bázi MgO v roli inhibitoru bleskové koroze. Začlenění nanostrukturního MgO bylo provedeno během syntézy latexu prováděné technikou semi-kontinuální emulzní polymerace. Pro zajištění kovalentního samosíťování s dihydrazidem kyseliny adipové byl do polymeru kopolymerován diacetonakrylamid. S ohledem na výchozí koncentraci nanostrukturního MgO (0,5 - 2 hm.%, vztaženo na monomery) byla sledována stabilita pojiv při skladování a lakařské vlastnosti. Bylo zjištěno, že všechna pojiva obsahující anorganické nanočástice vykazují dlouhodobou stabilitu při skladování a poskytují zesítěné transparentní nátěrové filmy s vysokým leskem. Pojiva syntetizovaná za použití 1 - 2 hm.% nanostrukturního MgO (vzhledem k monomerům) poskytovala nátěrové filmy se zvýšenou odolností vůči rozpouštědlům a výraznou inhibicí bleskové koroze., The present work deals with a facile fabrication of a self-crosslinking acrylic latex coating binder comprising embedded nanoparticles originated from MgO in the role of flash rust inhibitor. The incorporation of nanostructured MgO was performed during the latex synthesis carried out by a semi-continuous emulsion polymerization technique. For the covalent self-crosslinking, diacetone acrylamide was copolymerized into the polymer to provide sites for the subsequent reaction with adipic acid dihydrazide. The latex storage stability and coating performance were compared with respect to the concentration of incorporated nanoparticles (0.5 - 2 wt.% based on monomers). It was found that all coating binder compositions containing inorganic nanoparticles exhibited a long-term shelf-life stability and provided crosslinked smooth transparent coating films of high gloss. The binder compositions synthesized using 1 - 2 wt.% of nanostructured MgO (related to monomers) provided coatings with enhanced solvent resistance and inhibited flash rust pronouncedly

Příspěvek se týká snadné výroby samosíťujícího akrylového latexového pojiva obsahujícího nanočástice na bázi MgO v roli inhibitoru bleskové koroze. Začlenění nanostrukturního MgO bylo provedeno během syntézy latexu prováděné technikou semi-kontinuální emulzní polymerace. Pro zajištění kovalentního samosíťování s dihydrazidem kyseliny adipové byl do polymeru kopolymerován diacetonakrylamid. S ohledem na výchozí koncentraci nanostrukturního MgO (0,5  2 hm.%, vztaženo na monomery) byla sledována stabilita pojiv při skladování a lakařské vlastnosti. Bylo zjištěno, že všechna pojiva obsahující anorganické nanočástice vykazují dlouhodobou stabilitu při skladování a poskytují zesítěné transparentní nátěrové filmy s vysokým leskem. Pojiva syntetizovaná za použití 1  2 hm.% nanostrukturního MgO (vzhledem k monomerům) poskytovala nátěrové filmy se zvýšenou odolností vůči rozpouštědlům a výraznou inhibicí bleskové koroze., This paper deals with a facile fabrication of a self-crosslinking acrylic latex coating binder comprising embedded nanoparticles originated from MgO in the role of flash rust inhibitor. The incorporation of nanostructured MgO was performed during the latex synthesis carried out by a semi-continuous emulsion polymerization technique. For the covalent self-crosslinking, diacetone acrylamide was copolymerized into the polymer to provide sites for the subsequent reaction with adipic acid dihydrazide. The latex storage stability and coating performance were compared with respect to the concentration of incorporated nanoparticles (0.5  2 wt.% based on monomers). It was found that all coating binder compositions containing inorganic nanoparticles exhibited a long-term shelf-life stability and provided crosslinked smooth transparent coating films of high gloss. The binder compositions synthesized using 1  2 wt.% of nanostructured MgO (related to monomers) provided coatings with enhanced solvent resistance and inhibited flash rust pronouncedly.

Příspěvek pojednává o derivátu fosfazenu, přidávaném do vodou ředitelných nátěrových hmot za účelem chemického síťování nátěrového povlaku a zároveň snížení jeho hořlavosti. Latexy byly připraveny semikontinuální emulzní polymerací. Jednosložkové nátěrové systémy byly tvořeny latexem smíseným s nízkomolekulárním tvrdidlem. Příměs hexaamino-cyklo-trifosfazenu neovlivnila negativně transparentnost, lesk a flexibilitu výsledných nátěrů. Naopak se jeho přítomnost pozitivně projevila sníženou hořlavostí z hlediska uvolněného tepla a snížené výhřevnosti během spalování polymerního materiálu., The paper deals with phosphazene derivatives used to ensure the chemical crosslinking of water-based coatings and, simultaneously, to increase their flame stability. Functionalized emulsion copolymers were prepared by the technique of semi-continuous emulsion polymerization. Resulting one-component coating compositions were formed by a combination of latex and low molecular weight hardener agent. The transparency, gloss and flexibility of resulting coatings were not affected by the presence of hexaaminocyclotriphosphazene. In contrast, the presence of hexaaminocyclotriphosphazene positively influenced flame stability of coatings in terms of heat release rate, effective heat of combustion and maximum rate of average heat emission during the process of material combustion.

Teoretická část této diplomové práce se soustředí na popis přípravy polymerních disperzí technologií emulzní radikálové polymerace s přítomným vnitřním a vnějším zesítěním. V práci je dále popsán jev zvaný "hydroplastifikace", který má vliv na fyzikálně-chemické vlastnosti latexu. Druhá část práce detailně popisuje přípravu latexů lišících se složením monomerů, použitým alkalizačním činidlem či obsahem nanočástic na bázi MgO. U připravených latexů byla provedena měření jejich vlastností (pH, viskozita, Zeta potenciál a velikost částic). Dále byla provedena měření minimální filmotvorné teploty (MFFT) a teploty skelného přechodu (Tg). Za pomoci nanášecího pravítka byly vyhotoveny latexové nátěry na skleněném substrátu, na kterých byla dále provedena vyhodnocení projevu bleskové koroze, chemické odolnosti a testování vlivu vody na absorpci či zbělání. U nátěrových filmů připravených z latexů syntetizovaných s nanočásticemi na bázi MgO byla ověřena struktura metodou infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR), rovněž bylo provedeno měření reálného obsahu anorganických nanočástic metodou emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Metodami silové atomární spektroskopie (AFM) a skenovací elektronové mikroskopie (SEM) byla následně zkoumána topografie určitých vzorků., The theoretical part of this thesis focuses on the description of the preparation of polymer dispersions by emulsion radical polymerization technology with present internal and external crosslinking. The thesis also describes the phenomenon called "hydroplasticization", which affects physico-chemical properties of latex. The second part describes in detail the preparation of latexes differing in the composition of monomers, the alkalizing agent used or the content of MgO-based nanoparticles. Measurements of their properties (pH, viscosity, Zeta potential and particle size) were made for the prepared latexes. Furthermore, measurements of minimum film forming temperature (MFFT) and glass transition temperature (Tg) were made. Using a ruler, latex coatings were prepared on a glass substrate, where further evaluations were made manifestation of lightning corrosion, chemical resistance and testing of water for absorption or whitening. In the case of coating films prepared from latexes synthesized with MgO-based nanoparticles, the structure by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was verified. Methods of force atomic spectroscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) were subsequently investigated for topography of current samples., Fakulta chemicko-technologická, Diplomant přednesl výsledky své diplomové práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Tato diplomová práce se zabývá studiem polyakrylátových latexů, do nichž byly ve fázi syntézy latexového polymeru inkludovány polypyrrolové částice. Latexy byly připraveny semikontinuální emulzní polymerací postupem využívajícím strategii tzv. "one-pot" syntézy, při níž v jednom reaktoru docházelo k emulzní polymeraci akrylátových monomerů i k oxidační polymeraci pyrrolu. Byla provedena literární rešerše, které se zabývá přípravou polyakrylátových latexů a využitím polypyrrolu. V experimentální části této práce byla popsána syntéza polyakrylátového latexu s různým obsahem polypyrrolu. U připravených akrylátových latexů byly testovány jejich vlastnosti z hlediska fyzikální, mechanické, chemické a antikorozní odolnosti realizovaných nátěrových filmů. Připravené latexy byly pigmentovány vybranými pigmenty a na základě získaných výsledků byl vybrán latex s nejlepšími vlastnostmi. Vybraný latex byl posléze pigmentován zvolenými pigmenty a plnivy při OKP 0,5 % pigmentu a OKP 10 % plniva. Výsledkem této diplomové práce je vodou ředitelná nátěrová hmota na bázi polyakrylátového latexu s inkludovanými polypyrrolovými částicemi a dalšími pigmenty, která poskytuje polymerní nátěrové filmy s dostatečnou přilnavostí k podkladu a zároveň zvýšenou korozní a chemickou odolností., This thesis is dedicated to polyacrylate latexes. The latexes contained polypyrrole particles that were incorporated in the phase of latex polymer synthesis. The latexes were prepared by a semi-continuous emulsion polymerization process using a so-called "one-pot" synthesis process. In this process, emulsion polymerization of acrylic monomers and the oxidative polymerization of pyrrole proceeded simultaneously in one reactor. A literary review focused on the synthesis of polyacrylate latexes and use of polypyrrole was compiled. In the experimental part of this work, the preparation technique of polyacrylate latex with different polypyrrole content was described. These latexes were tested in terms of physical, mechanical, chemical and corrosion resistance of the realized coating films. The prepared latexes were pigmented with selected pigments and a latex sample with the best properties was chosen from the best results. The selected latex was pigmented with various pigments and fillers at OKP 0.5 % of pigment and OKP 10 % of filler. This thesis results in a waterborne paint based on polacrylate latex binder with included polypyrrole particles and convenient pigments that provides polymer coating films with sufficient adhesion to the substrate and increased corrosion and chemical resistance., Fakulta chemicko-technologická, Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Příspěvek se týká přístrojově nenáročné technologie výroby heterogenních iontovýměnných membrán na bázi latexového pojiva, která spočívá ve smísení latexu a iontovýměnné pryskyřice, odlití směsi do forem požadovaných tvarů a vysušení membránových folií při pokojové teplotě. Byly vyrobeny účinné heterogenní kationvýměnné membrány za využití samosíťujících styren-butylakrylátových latexů jako alternativních pojivových materiálů a komerční kationvýměnné pryskyřice jako iontovýměnné složky. Latexy byly připraveny technikou semi-kontinuální emulzní polymerace. Bylo zjištěno, že při obsahu komerční kationvýměnné pryskyřice 45 a 60 hm. % dosahovaly heterogenní membrány v případě všech typů latexových pojiv výborných elektro-separačních vlastností z hlediska iontovýměnné kapacity, plošného a specifického odporu, avšak v porovnání s komerčními membránami Ralex® vykazovaly nižší permselektivitu a vyšší botnavost ve vodě. Navzdory tomuto nedostatku se samosíťující latexy funkcionalizované 10 - 15 mol. % kyseliny methakrylové jeví jako nadějné pojivové materiály pro technologicky nenáročnou výrobu kationvýměnných heterogenních membrán., The paper deals with the low-cost technology of producing heterogeneous ion-exchange membranes based on latex binder. This technology consists of mixing latex and ion-exchange resin, casting the mixture into molds of desired shapes, and drying membrane foils at room temperature. Effective heterogeneous cation exchange membranes using self-crosslinking styrene-butyl acrylate latexes as alternative binder materials and commercial cation exchange resin as an ion exchange component were prepared. The latexes were synthesized by the semi-continuous emulsion polymerization technique. It has been found that the heterogeneous membranes containing 45-60 wt.% of the commercial cation exchange resin exhibited excellent electro-separation properties in terms of ionexchange capacity and electric resistance for all types of latex binders, but they suffered from lower permselectivity and higher water-swelling compared to a commercial Ralex (R) membrane. In contrast, the self-crosslinking latexes functionalized with 10-15 mol.% of methacrylic acid appear as promising binder materials for the technologically easy production of cation exchange heterogeneous membranes.

V teoretické části této diplomové práce jsou ve formě rešerše zpracována témata zabývající se obecnou problematikou nátěrových hmot se zaměřením na vodou ředitelné nátěrové hmoty. Dále jsou rozebírána témata emulzní polymerace, tvorby latexových filmů a epoxidových pryskyřic. Následně je pozornost věnována hořlavosti polymerních filmů. Experimentální část je zaměřena na přípravu a charakterizaci latexů, které ve své struktuře obsahují hexaamino-cyklo-trifosfazen, jakožto retardér hoření a síťující činidlo. Další část je věnována zvolení optimálního poměru latexu / vodné epoxidové pryskyřice a fosfazenu jako nízkomolekulárního tvrdidla latexů funkcionalizovaných glycidylovými skupinami. V poslední části práce jsou charakterizovány a vyhodnoceny vlastnosti nátěrových filmů na bázi kompozic latex / vodná epoxidová disperze a latex / hexaamino-cyklo-trifosfazen., The theoretical part of this diploma thesis deals with topics describing the general problems of coatings with the focus on water-borne films. Futher, the topics of emulsion polymerization, latex films and epoxy resins are discussed. Subsequently, attention is paid to the flammability of polymer films. The experimental part is focused on the preparation and characterization of latexes which contain hexamino-cyclo-triphosphazene as a flame retardant and crosslinking agent. Another part is dedicated to choosing the optimum ratio of latex / water epoxy resin and phosphazene as a low molecular weight hardener of glycidyl-functionalized latexes. In the last part of the work, the properties of coating films based on latex / water epoxy dispersions and latex / hexaamino-cyclo-triphosphazene are characterized and evaluated., Fakulta chemicko-technologická, Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise.

V této práci byla studována syntéza nových retardérů hoření, založených na bázi derivátů halogenfosfazenů, a jejich použití ve vodou ředitelných nátěrových hmotách na bázi samosíťujících latexů. Latexy sestávající z funkcionalizovaných částic typu core-shell a obsahující ve své struktuře molekuly hexaallylamino-cyklo-trifosfazenu (HACTF) byly připraveny semikontinuální emulzní polymerací. Jako hlavní monomery pro polymeraci byly vybrány methylmethakrylát, butylakrylát, kyselina methakrylová a diacetonakrylamid. Diacetonakrylamid se přidává pouze do obalu mikrogelových částic, pro zajištění mezičásticového postsíťování reakcí s dihydrazidem kyseliny adipové. Zabudování hexaallylamino-cyklo-trifosfazenu do struktury mikrogelových částic nevykazuje vliv na vlastnosti nátěrových povlaků, jako je transparentnost, flexibilita, tvrdost a adheze k podkladovým materiálům. Navíc přítomnost retardéru hoření zvyšuje odolnost při hoření ve smyslu celkového uvolněného tepla, množství uvolněného kouře a maximální průměrné hodnoty uvolněného tepla, což indikuje pomalejší hoření při spalování materiálu., The paper is focused on water based coatings with improved flame stability. Self-crosslinking latexes were prepared using the technique of semi-continuous emulsion polymerization and they contained microgel particles of the core-shell structure. The flame retardant based on a phosphazene derivate was copolymerized in the microgel structure with acrylic comonomers (methyl methacrylate, butyl acrylate, methacrylic acid and diacetone acrylamide). Diacetone acrylamide was copolymerized in the shell structure of microgel particles because of interparticle crosslinking of latex particles to provide the reaction of adipic acid dihydrazide. It was found that the presence of hexaallylamino-cyclo-triphosphazene affects neither optical nor mechanical properties of latex coatings but it can function as a crosslinking agent in microgel particles and has a positive effect on flame retardation.

Hlavní náplní práce byl vývoj a studium ekologických jednosložkových vodou ředitelných polymerních disperzí využívajících keto-hydrazidové post-síťování a obsahujících nanočástice oxidu zinečnatého. Inkorporace nanočástic ZnO probíhala ve fázi syntézy polymerní disperze prováděné pomocí techniky semi-kontinuální emulzní polymerace. Jako hlavní monomery pro syntézu polymerních disperzí byly použity methylmethakrylát, butylakrylát a 2,2,2-trifluorethylmethakrylát. Byly hodnoceny a porovnávány biocidní a lakařsko-technologické vlastnosti samosíťujících polymerních disperzí. Bylo zjištěno, že inkorporací nanočástic ZnO při syntéze lze připravit stabilní samosíťující polymerní disperze vykazující antimikrobiální efekt i při výrazně nízké koncentraci biocidní látky. Všechny připravené disperze vykazovaly dlouhodobou stabilitu a skladovatelnost, rychlé zasychání, odolnost proti bleskové korozi, chemickou odolnost, pružnost a transparentnost nátěrů. Nátěry obsahující 1,3 -1,8 hm. % nanočástic ZnO vykazovaly biocidní účinek vůči testovaným bakteriím (Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa a Escherichia coli). Tyto polymerní disperze mohou nalézt průmyslové využití jako vodou ředitelná pojiva nátěrových hmot nebo transparentní laky s antibakteriálním účinkem, vhodné pro interiérové nátěry různých typů podkladů, zejména ve veřejných prostorách vyžadujících mikrobiologickou nezávadnost, jako jsou nemocnice, léčebny dlouhodobě nemocných, penziony, hotely, školy., The aim of the present work was the development of eco-friendly one-pack waterborne coating compositions based on acrylic latexes using keto-hydrazide self-crosslinking chemistry. The coating compositions contained ZnO nanoparticles (without any surface modification) which were incorporated into latex during the synthesis carried out by the semi-continuous emulsion polymerization technique. Methyl methacrylate, butyl acrylate and 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate were used as the main monomers. The latex storage stability and coating performance were evaluated with respect to biocide effect and ZnO nanoparticles presence. It was found that the technique of ZnO nanoparticles incorporation in the course of emulsion polymerization provided stable self-crosslinking polymer dispersions exhibiting antimicrobial effect at a significantly low ZnO content. All the prepared polymer dispersions showed a long-term stability, flash rust resistance, chemical resistance, flexibility and transparency of coatings. Coatings containing 1.31.8 wt. % of ZnO nanoparticles exhibited an antimicrobial effect against the tested bacteria (Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli). These polymer dispersions can find applications as waterborne binders of biocidal paints or transparent antibacterial varnishes for interior and exterior protection of various substrates, especially in public places like hospitals, medical centers, schools and hotels, where microbiological safety is needed.

In this study, self-crosslinking core-shell latexes comprising copolymerized perfluorethyl groups and a novel flame retardant based on phosphazene derivative were prepared by the semi-continuous emulsion polymerization. The heterogeneous cation-exchange membranes were obtained by dispersing commercial strong acid cation-exchange resin powder in the latex binder and casting the mixture. It was found that the increased concentration of fluorine atoms and phosphazene units in the macromolecular structure of interfacially crosslinked emulsion polymers resulted in a significant enhancement of their flame resistance and shape stability in aqueous environment. Moreover, the easily prepared heterogeneous cation-exchange membranes based were shown to exhibit satisfactory physicochemical and electrochemical properties., V této práci byly pomocí semi-kontinuální emulzní polymerace připraveny samosíťující core-shell latexy obsahující kopolymerované perfluorethylové skupiny a nový retardér hoření na bázi derivátu fosfazenu. Heterogenní kation-výměnnéh membrány byly připraveny dispergací komerční silně kyselé kation-výměnné pryskyřice v latexovém pojivu a odlitím výsledné směsi.Bylo zjištěno, že zvýšená koncentrace flourových atomů a jednotek fosfazenu v makromolekulární struktuře zesítěných emulzních polymerů způsobila výrazné zvýšení jejich odolnosti vůči hoření a tvarové stálosti ve vodném prostředí. Navíc se ukázalo, že tyto snadno připravitelné heterogenní kation-výměnné membrány vykazují dobré fyzikálně-chemické a elektrochemické vlastnosti.

Součástí této diplomové práce je literární rešerše zabývající se přípravou vodou ředitelných polymerních disperzí pomocí emulzní polymerace a tvorbou nátěrových filmů s využitím samosíťujících systémů. Dále je zde popsáno systematické dělené mikroorganismů a možný problém jejich výskytu. Důraz byl kladen také na rešerši antimikrobiálních látek, které je možné přidávat do nátěrů bez většího dopadu na životní prostředí a člověka. Experimentální část práce se věnuje přípravě latexů obsahujících různé koncentrace 2,2,2-trifluorethylmethakrylátu a zároveň různé koncentrace přidávaných nanočástic oxidu hořečnatého, které mají působit jako biocid. U připravených latexů byly vyhodnoceny základní vlastnosti sušina, pH, viskozita, vodivost, velikost částic a zeta potenciál. Dále také minimální filmotvorná teplota, teplota skelného přechodu a reálný obsah nanočástic MgO v polymerním materiálu. Z latexů byly také vytvořeny nátěrové povlaky, u kterých byly sledovány fyzikálně-mechanické vlastnosti, chemická odolnost, citlivost vůči působení vody, povrchové vlastnosti pomocí tenziometrických měření a především antimikrobiální vlastnosti. Dále byla hodnocena změna vlastností nátěrových filmů po přídavku komerčního antimikrobiálního aditiva, pyrithionu zinečnatého, a to nejen z pohledu změny antimikrobiálních vlastností, ale také lakařských vlastností., A part of this diploma thesis is a literal research focused on water-borne polymeric dispersions preparedby emulsion polymerization and film-formation using self-crosslinkable systems. It also describes a systematic division of microorganisms and possible problems of their occurrence. The literal research is also focused on antimicrobial agents that can be added to coatings without greater impact on the environment and humans. The experimental part is devoted to latex preparation containing different concentrations of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate and magnesium oxide nanoparticles as biocide compounds. Basic properties of the prepared latexes, such as solids content, pH, viscosity, particle size and zeta potential were evaluated. The other tested properties were minimum film forming temperature, glass transition temperature and real content of MgO nanoparticles in resulting polymeric materials. Coating films were cast from the latexes to monitor physical-mechanical properties, chemical resistance, sensitivity to water, surface properties by tensiometric measurements and especially antimicrobial properties. In addition, a change in the properties of coating films after the addition of a commercial antimicrobial additive, zinc pyrithione was evaluated from the point of view of antimicrobial and coating properties., Fakulta chemicko-technologická, Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

Součástí této diplomové práce je literární rešerše, která se věnuje stručnému popisu emulzní polymerace, charakteristice nanočástic a blíže charakterizuje oxid zinečnatý, zejména jeho biocidní účinek. Další kapitola je věnována syntéze materiálů modifikovaných nanočásticemi oxidu zinečnatého, vyráběné mechanismem emulzní polymerace. S ohledem na možný biocidní účinek oxidu zinečnatého je rešerše zakončena pojednáním o nozokomiálních nákazách. Experimentální část práce se věnuje přípravě vodou ředitelných pojiv na bázi samosíťujících latexů modifikovaných nanočásticemi oxidu zinečnatého. Hodnotí se jejich transparentní povaha a možný antibakteriální účinek, který se pojí s nanočásticemi oxidu zinečnatého a povrchovými vlastnostmi fluorovaných skupin, které jsou přítomny v nátěrových filmech přítomny., A part of this master thesis is a literary research which is devoted to a brief description of emulsion polymerization, to a characterization of nanoparticles and a more specific characterization of zinc oxide nanoparticles, especially in terms of their biocidal effect. A next chapter is devoted the synthesis of materials which are modified using zinc oxide nanoparticles by the mechanism of emulsion polymerization. The literary research is finished with a chapter about nosocomial infection with regard to the biocidal effect of zinc oxide nanoparticles. The experimental part is devoted the synthesis of water-borne binders based on self-crosslinking latexes which are modified using zinc oxide nanoparticles. Their transparency properties and biocidal properties, connected with zinc oxide nanoparticles and surface properties of fluorine groups which are present in the coating film, were evaluated., Fakulta chemicko-technologická, Diplomantka přednesla výsledky své diplomové práce a zodpověděla dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

V této bakalářské práci je zpracována literární rešerše v souvislosti se zadaným tématem. Pozornost je zde kladena na základní rozdělení fasádních nátěrových hmot, přípravu vodou ředitelných disperzí pomocí emulzní polymerace a možnosti vnitřního a vnějšího síťování. V experimentální části je popsána příprava dvou sérií samosíťujících disperzí, kde v jedné byl kopolymerován methylmethakrylát a v druhé styren. U disperzí byly hodnoceny základní vlastnosti - sušina, pH, viskozita, vodivost, velikost částic, zeta potenciál a minimální filmotvorná teplota. Z disperzí byly také vytvořeny nátěrové filmy, u kterých byla sledována chemická odolnost, citlivost vůči působení vody a antimikrobiální vlastnosti. Byla hodnocena změna vlastností nátěrových filmů po přídavku nanočástic ZnO, pyrithionu zinečnatého a pre-koalescenčního síťování allylmethakrylátem., In this bachelor thesis, a literal research in connection with the given topic has been processed including a systematic division of facade coatings, the synthesis of waterborne dispersions by emulsion polymerization and methods of inter- and intra-particle crosslinking. In the experimental part, a preparation of two series of water-borne dispersions has been described. The first series was based on methyl methacrylate copolymer whereas in the second series styrene was copolymerized. Basic properties of the prepared latexes, such as solids content, pH, viscosity, particle size and zeta potential, minimum film forming temperature were evaluated. Coating films were cast from the latexes to monitor chemical resistance, sensitivity to water and antimicrobial properties. A change of properties of coating films after the addition of ZnO nanoparticles, zinc pyrithione and pre-coalescence crosslinking with allyl methacrylate was evaluated., Fakulta chemicko-technologická, Student přednesl výsledky své bakalářské práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

V současné době se spotřeba polymerních materiálů neustále zvyšuje. Recyklace polymerů z přírodních surovin byla předmětem mnoha studií a důraz je kladen na konečnou biologickou rozložitelnost výsledného polymerního produktu. Nejen tyto trendy nás vedou k odstranění plně degradovatelných polymerních disperzí na bázi polyvinylacetátu, které jsou částečně hydrolyzovány na polyvinylalkohol se zabudovanými monosacharidovými jednotkami. Příprava latexu byla prováděna emulzní polymerací s uhličitanem sodným, který poskytoval bazické prostředí během reakce. Cukrové molekuly v přítomnosti anorganických solí byly převedeny na reaktivní endiolovou formu, která byla schopna podílet se na radikálové polymeraci s monomery vinylacetátu. Cílem výzkumu bylo najít ideální poměr cukrových jednotek v řetězci polyvinylacetátu, a tím zlepšit biodegradace především v půdním prostředí, ale také optimalizovat proces syntézy a zajistit stabilitu výsledné disperze., Nowadays, the consumption of polymeric material is constantly increasing. The recycling of polymers from natural raw materials has been the subject of numerous studies, and the final biodegradability of the resulting polymer product is emphasized in particular. Not only these trends lead us to devepment of fully degradable polymer dispersions based on polyvinyl acetate being partly hydrolyzed to polyvinyl alcohol with incorporated monosaccharide units. Latex preparation was performed by emulsion polymerization with sodium carbonate which provided a basic medium throughout the reaction. Sugar molecules in the presence of inorganic salts were converted into a reactive endiol form that was capable of participating in radical polymerization with vinyl acetate monomers. The aim of the research was to find the ideal ratio of sugar units in the polyvinyl acetate chain, thereby improving biodegradation primarily in the soil environment, but also to optimize the synthesis process and thereby ensure the stability of the resulting dispersion.

Diplomová práce se věnuje tématu přípravy a hodnocení iontovýměnných heterogenních membrán. Součástí diplomové práce je také literární rešerše pokrývající toto téma. Technikou emulzní polymerace byly připraveny různé typy polymerních pojiv ve formě latexů, které byly následně použity pro přípravu kationvýměnných heterogenních membrán, jejichž iontovýměnnou složkou byla komerčně dostupná kationvýměnná pryskyřice. Připravené membrány byly testovány z hlediska elektrochemických, separačních a fyzikálních vlastností., The diploma thesis is dedicated to the topic of the preparation and evaluation od ion-exchange heterogeneous membranes. A part of the diploma thesis is a literature survey covering this topic. By the method of emulsion polymerization, various types of polymer binders were prepared in the form of latexes which were subsequently used for the preparation of cation exchange heterogeneous membranes, whose ion-exchange component was a commercially available cation-exchange resin. The prepared membranes were tested from the point of view of their electrochemical, separation and physical properties., Fakulta chemicko-technologická, Diplomant přednesl výsledky své diplomové práce a zodpověděl dotazy členů komise., Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

In the present contribution, the optimization of coating properties of structured self-crosslinking latexes based on keto-hydrazide crosslinking system by varying particle design and molar mass was investigated. Two series of latex particles of hard-core/soft-shell or soft-core/hard-shell design were synthesized with a predominant soft phase. In both series, molar mass of the soft phase was gradually reduced by isooctyl 3-mercaptopropionate included in the synthesis. The results show that desired coating properties can be tailored successfully by varying the molar mass and particle design. Better properties exhibited coatings drawdowned from latexes of soft-core/hard-shell particle design. A moderate reduction of molar mass of emulsion copolymers caused a significant improvement of adhesion and blocking resistence., Tento příspěvek se zabývá optimalizací lakařských vlastností strukturovaných samosíťujících latexů na bázi keto-hydrazidového síťování, u nichž je měněna molekulová hmotnost a design částic. Byly připraveny dvě série latexových částic lišících se designem tvrdé jádro/měkký obal nebo měkké jádro/tvrdý obal, které vždy obsahovaly vyšší podíl měkké fáze. V obou sériích byla postupně snižována molekulová hmotnost měkké fáze za použití isooktyl-3-merkaptopropionátu. Výsledky ukázaly, že žádané lakařské vlastnosti mohou být úspěšně řízeny změnou molekulové hmotnosti a designem částic. Lepší vlastnosti vykazovaly nátěry tvořené latexy s designem částic měkké jádro/tvrdý obal. Mírné snížené molekulové hmotnosti emulzních kopolymerů mělo za následek významné zlepšení adheze nátěrů a odolnosti vůči zablokování.

The synthesis is focused on finding the best process and the ratio of starting materials to polymerize sugar units into chains of vinyl acetate and thus enhance biodegradation primarily in the soil environment. The resulting material is in the form of aqueous dispersions, which can be used as packaging for gradually releasing fertilizers or as adhesives., Syntéza je zaměřena na nalezení nejlepšího postupu a poměru výchozích látek k zapolymerování cukerných jednotek do řetězce vinyl acetátu a tím zvýšit biologický rozklad především v půdním prostředí. Výsledná látka je v podobě vodné disperze, který lze aplikovat jako obal pro postupně se uvolňující hnojiva nebo jako lepidlo.

Self-crosslinkable latexes of coreshell microgel particles were synthesized by the emulsion polymerization of acrylic monomers. The molar mass of copolymers forming the shell layer was gradually reduced by isooctyl 3-mercaptopropionate included in the synthesis of the shell layers. The molar mass distribution of latex particles was determined using size exclusion chromatography and asymmetric flow field flow fractionation, respectively, both separation methods being coupled with a multi-angle light scattering detector. The results confirmed theoretical predictions and described empirically the effects of molar mass of the shell layer copolymer on decreasing the minimum film-forming temperature and influencing the end-use properties of coatings., Samosíťující latexy na bázi coreshell mikrogelových částic byly syntetizovány emulzní polymerací akrylátových monomerů. Molekulová hmotnost kopolymerů tvořících obal byla postupně snižována pomocí izooktyl-3-merkaptopropionátu. Distribuce molekulové hmotnosti byla stanovena pomocí gelové permeační chromatografie a frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli, obě metody spojené s detektorem víceúhlového rozptylu světla. Výsledky potvrdily teoretické předpoklady a ukázaly, že i malý přídavek regulátoru molekulové hmotnosti vedl k podstatnému snížení minimální filmotvorné teploty a poklesu citlivosti vůči vodě vzniklých nátěrových filmů.

In this study the synthesis of a novel flame retardant based on halogenophosphazene derivative and its application in waterborne coatings based on self-crosslinking latexes was investigated. Hexaallylamino-cyclo-triphosphazene was synthesized by nucleophilic substitution of hexachloro-cyclo-triphosphazene with allyl amine. Latexes of functionalized core-shell particles bearing in the structure hexaallylamino-cyclo-triphosphazene molecules were prepared by emulsion polymerization of methyl methacrylate, butyl acrylate and methacrylic acid as main monomers., V této práci byla studována syntéza nového retardéru hoření na bázi derivátu halogenofosfazenu a jeho využití ve vodouředitelných nátěrech založených na samosíťujících latexech. Hexaallylamino-cyklo-trifosfazen byl syntetizován nuklofilní substitucí hexachloro-cyklo-trifosfazenu s allylaminem. Latexy tvořené funkcionalizovanými core-shell částicemi nesoucími ve své struktuře molekuly hexaallylamino-cyklo-trifosfazenu byly připraveny emulzní polymerací methylmethakrylátu, butylakrylátu a kyseliny methakrylové jako hlavních monomerů.

In this study, the spinnability of styrene-ethyl acrylate copolymers prepared via emulsion polymerization was explored with the aim to establish the influence of glass transition temperature and polymer composition on morphological features of electrospun materials with regard to their hydrophobic/hydrophilic nature. Nonwoven mats from polymer solutions in N,N-dimethylformamide were spun using the electrospinning method (Nanospider device). It was demonstrated that changing the copolymer polarity and glass transition temperature by copolymer composition or utilizing different supporting materials might lead to nanofiber webs with controlled hydrophobic/hydrophilic properties, which predetermines them for a wide range of applications such as protective textiles, composites, etc., V této práci bylo zkoumáno zvlákňování kopolymerů na bázi styren-ethylakrylátu připravených emulzní polymerací s cílem popsat vliv teploty skelného přechodu a polymerního složení na morfologii zvlákněných materiálů s ohledem na jejich hydrofobní/hydrofilní povahu. Z roztoků polymeru v N,N´-dimethylformamidu byly připraveny netkané textilie pomocí zvlákňovací metody (NanospiderTM device). Ukázalo se, že změnou polarity a teploty skelného přechodu vlivem složení kopolymeru nebo použitím různých podkladových materiálů mohou být připraveny nanovlákenné materiály s řízenou hydrofobicitou/hydrofilitou.

In this contribution the application of a novel flame retardant based on halogenophosphazene derivative in waterborne coatings based on self-crosslinking latexes was investigated. Hexaallylamino-cyclo-triphosphazene was synthesized by nucleophilic substitution of hexachloro-cyclo-triphosphazene with allyl amine. Latexes of functionalized core-shell particles bearing in the structure a covalently linked hexachloro-cyclo-triphosphazene were prepared by the semi-continuous non-seeded emulsion polymerization of methyl methacrylate, butyl acrylate and methacrylic acid as main monomers. For interfacial crosslinking, diacetone acrylamide was copolymerized into the shell layer of latex particles to provide sites for subsequent reaction with adipic acid dihydrazide. The incorporation hexaallylamino-cyclo-triphosphazene did not affect transparency, flexibility, toughness and adhesive properties of resulting coatings. Moreover, the presence of the novel flame retardant increased the flame stability of coatings., Tento příspěvek pojednává o využití nového retardéru hoření na bázi derivátu halogenofosfazenu ve vodouředitelných nátěrech založených na samosíťujících latexech. Hexaalllyamino-cyklo-trifosfazen byl syntetizován nukleofilní substitucí hexachloro-cyklo-trifosfazenu allylaminem. Semikontinuální emulzní polymerací methylmethakrylátu, butylakrylátu a kyseliny methakrylové byly připraveny latexy tvořené funkcionalizovanými core-shell částicemi nesoucími kovalentně zapojený hexachloro-cyklo-trifosfazen. Diacetonakrylamid byl kopolymerován v obalové vrstvě latexových částic, aby byla zajištěna reaktivní místa pro post-síťování pomocí dihydrazidu kyseliny adipové. Zabudování hexaalllyamino-cyklo-trifosfazenu neovlivnilo transparentnost, pružnost, houževnatost ani adhezní vlastnosti výsledných nátěrů. Přítomnost nového retardéru hoření navíc zvýšila tepelnou odolnost nátěrů.

The film formation process of emulsion polymers may be affected seriously by introducing the self-crosslinking chemistry. In order to possess increased final coating properties, a balance between chemical crosslinking and polymer chain mobility resulting in sufficient inter-diffusion and entanglement of polymer chains during the particle coalescence stage has to be maintained, which can be tuned significantly by varying the molar mass of emulsion copolymers. The self-crosslinking latexes of core-shell microgel particles were synthesized by the emulsion polymerization of methyl methacrylate and butyl acrylate as main monomers. The particle core was slightly crosslinked using allyl methacrylate, to prevent the copolymers forming the core phase from migration into the shell phase. For inter-particle crosslinking, diacetone acrylamide was copolymerized into the shell layer of latex particles to provide sites for subsequent reaction with adipic acid dihydrazide. The molar mass of copolymers forming the shell layer was systematically reduced by isooctyl 3-mercaptopropionate included in the synthesis of shell layers. The molar mass distribution of latex particles was determined using size exclusion chromatography (SEC) and asymmetric flow field flow fractionation (A4F), respectively, both separation methods being coupled with a multi-angle light scattering (MALS) detector. Whereas SEC-MALS was found to be convenient for the characterization of low molar mass shell copolymers without crosslinked structure, A4F-MALS was proved as a very efficient technique for the characterization of high molar mass copolymers and core-shell microgels. The results described empirically the effects of molar mass of the shell layer copolymer on influencing the end-use properties of coatings., Proces tvorby filmu na bázi emulzních polymerů může být významně ovlivněn zavedením samosíťující chemie. Aby byly dosaženy zlepšené vlastnosti nátěrových filmů, musí být dodržena rovnováha mezi chemickým sesítěním a pohyblivostí polymerních řetězců, což může být výrazně řízeno změnou molekulové hmotnosti. Samosíťující latexy na bázi coreshell mikrogelových částic byly syntetizovány emulzní polymerací methylmethakrylátu a butylakrylátu jako hlavních monomerů. Jádro částic bylo řídce sesítěno pomocí allyl methakrylátu, aby kopolymery tvořící jádro nemigrovaly do struktury obalu. Diacetonakrylamid byl kopolymerován v obalové vrstvě latexových částic, aby byla zajištěna reaktivní místa pro post-síťování pomocí dihydrazidu kyseliny adipové. Molekulová hmotnost kopolymerů tvořících obal byla postupně snižována pomocí izooktyl-3-merkaptopropionátu. Distribuce molekulové hmotnosti byla stanovena pomocí gelové permeační chromatografie (SEC) a frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli (A4F), obě metody spojené s detektorem víceúhlového rozptylu světla (MALS). Zatímco SEC-MALS se ukázala vhodnou metodou pro charakterizaci nízkomolekulárních kopolymerů tvořících obal latexových částic, A4F-MALS byla vysoce efektivní metodou vysocemolekulárních kopolymerů a core-shell mikrogelů. Výsledky popsaly empiricky vliv molekulové hmotnosti kopolymeru tvořícího obalovou vrstvu na konečné vlastnosti nátěrových filmů.

Práce popisuje vývoj transparentních jednosložkových nátěrových systémů tvořených core-shell akrylovými vodnými disperzemi připravenými technikou emulzní polymerace. Latexy na bázi funkcionalizovaných core-shell částic nesoucích ve své struktuře kovalentně navázaný hexachloro-cyklo-trifosfazen byly připraveny semi-kontinuální emulzní polymerací methylmethakrylátu, butylakrylátu and a kyseliny methakrylové jako hlavních monomerů. Diacetonakrylamid byl kopolymerován v obalové vrstvě latexových částic, aby byla zajištěna reaktivní místa pro post-síťování pomocí dihydrazidu kyseliny adipové. Přítomnost retardéru hoření zvýšila tepelnou odolnost nátěrů z pohledu celkového uvolněného tepla, množství uvolněného kouře a maximální rychlosti uvolnění tepla, což nasvědčuje pomalejšímu šíření žáru během spalování materiálu., The paper describes the development of transparent one-component coating systems based on the core-shell acrylic aqueous dispersions prepared using emulsion polymerization technique. Latexes of functionalized core-shell particles bearing in the structure a covalently linked hexachloro-cyclo-triphosphazene were prepared by the semi-continuous non-seeded emulsion polymerization of methyl methacrylate, butyl acrylate and methacrylic acid as main monomers. For interfacial crosslinking, diacetone acrylamide was copolymerized into the shell layer of latex particles to provide sites for subsequent reaction with adipic acid dihydrazide. The presence of the flame retardant increased the flame stability of coatings in terms of total heat release, amount of released smoke and maximum average rate of heat emission, which indicates a slower flame spread during the material combustion.

The influence of hydroxyl-functionalised acrylic nanogels incorporated into solvent-borne and water-borne acrylic binder system on the properties of coating films is described in this paper. Our approach has been to show the usefulness of prepared reactive nanogels as network precursors. It was shown that the application of nanogels did not affect the surface appearance and transparency of solvent-borne thermosetting coatings. Moreover, the presence of nanogel network precursors accelerated curing at ambient temperature and improved final hardness of coatings., Tato práce popisuje vliv inkorporace akrylátových nanogelů do rozpouštědlových i vodouředitelných akrylátových pojiv na vlastnosti nátěrových filmů. Cílem bylo ukázat využitelnost připravených reaktivních nanogelů jako prekurzorů polymerních sítí. Bylo zjištěno, že přídavek nanogelů neovlivnil vzhled povrchu a transparentnost nátěrů na bázi rozpouštědlových reaktoplastických pojiv. Navíc se ukázalo, že přítomnost nanogelů urychlila vytvrzování a zlepšila výslednou tvrdost nátěrů.

The effect of reducing the molar mass of the shell layer of core-shell latex particles on film-forming and final coating properties of self-crosslinking latexes was investigated. Latex particles were prepared by the semi-continuous non-seeded emulsion polymerization of methyl methacrylate, butyl acrylate and methacrylic acid as main monomers. The particle core was slightly cross-linked (using a constant amount of allyl methacrylate as a comonomer) to prevent the copolymers forming the core phase from migration into the shell phase. For interfacial cross-linking, diacetone acrylamide was copolymerized into the shell layer of latex particles to provide sites for subsequent reaction with adipic acid dihydrazide. The molar mass of copolymers forming the shell layer was systematically varied by isooctyl 3-mercaptopropionate chain transfer agent included in the synthesis of each of the shell layers and the molar mass distribution was determined using size exclusion chromatography coupled with a multi-angle light scattering detection. Fundamental properties of latexes and cast films were systematically compared. These properties included minimum film-forming temperature, pendulum hardness, adhesion, impact resistance, stress-strain properties as well as the characterization of water absorption. The results confirmed theoretical predictions and described empirically the effects of reducing the molar mass of the shell layer copolymer on final properties of coating films., Byl studován vliv molekulové hmotnosti obalové vrstvy latexových částic s morfologií core-shell na filmotvorné a konečné vlastnosti samosíťujících latexů založených na keto-hydrazidovém síťování. Latexové částice byly připraveny semi-kontinuální emulzní polymerací methylmethakrylátu, butylakrylátu and a kyseliny methakrylové jako hlavních monomerů. Diacetonakrylamid byl kopolymerován v obalové vrstvě latexových částic, aby byla zajištěna reaktivní místa pro post-síťování pomocí dihydrazidu kyseliny adipové. Molekulová hmotnost kopolymerů tvořících obal byla postupně snižována pomocí izooktyl-3-merkaptopropionátu. Distribuce molekulové hmotnosti byla stanovena pomocí gelové permeační chromatografie spojené s detektorem víceúhlového rozptylu světla. Byly srovnávány základní vlastnosti nátěrových filmů, jako je minimální filmotvorná teplota, tvrdost, adheze, rázová houževnatost, tahové vlastnosti a absorpce vody. Výsledky potvrdily teoretické předpoklady a popsaly empiricky vliv snížení molekulové hmotnosti kopolymeru tvořícího obalovou vrstvu na konečné vlastnosti nátěrových filmů.

Samosíťující latexy na bázi core-shell částic byly syntetizovány emulzní polymerací akrylových monomerů. Molekulová hmotnost kopolymerů tvořících obal byla postupně snižována pomocí izooktyl-3-merkaptopropionátu. Distribuce molekulové hmotnosti byla stanovena pomocí gelové permeační chromatografie (SEC) a frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli (A4F), obě metody spojené s detektorem víceúhlového rozptylu světla (MALS). Zatímco SEC-MALS se ukázala vhodnou metodou pro charakterizaci nízkomolekulárních kopolymerů tvořících obal latexových částic, A4F-MALS byla vysoce efektivní metodou vysocemolekulárních kopolymerů a core-shell mikrogelů., Self-crosslinking core-shell latexes were synthesized by the emulsion polymerization of acrylic monomers. The molar mass of copolymers forming the shell layer was gradually reduced by isooctyl 3-mercaptopropionate included in the synthesis of the shell layers. The molar mass distribution of latex particles was determined using size exclusion chromatography and asymmetric flow field flow fractionation, respectively, both separation methods being coupled with a multi-angle light scattering detector. Whereas SEC-MALS was found to be convenient for the characterization of low molar mass shell copolymers without crosslinked structure, A4F-MALS was proved as a very efficient technique for the characterization of high molar mass copolymers and core-shell microgels.

The influence of molar mass of the shell layer of latex particles having core-shell morphology on film forming and final coating properties of self-crosslinking latexes based on keto-hydrazide crosslinking system was investigated. Structured latex particles were prepared by the semi-continuous non-seeded emulsion polymerization of acrylic monomers. The particle core was slightly crosslinked to prevent the copolymers forming the core phase from migration into the shell phase. The molar mass of copolymers forming the shell phase was gradually reduced by isooctyl 3-mercaptopropionate chain transfer agent included in the synthesis of the shell layers. The results confirmed theoretical predictions and revealed that even a slight amount of chain transfer agent added during the synthesis achieved a substantial lowering of minimum film-forming temperature and reduction of water sensitivity of latex coatings., Byl studován vliv molekulové hmotnosti obalové vrstvy latexových částic s morfologií core-shell na filmotvorné a konečné vlastnosti samosíťujících latexů založených na keto-hydrazidovém síťování. Strukturované latexové částice byly připraveny semi-kontinuální emulzní polymerací akrylátových monomerů. Molekulová hmotnost kopolymerů tvořících obal byla postupně snižována pomocí izooktyl-3-merkaptopropionátu. Výsledky potvrdily teoretické předpoklady a ukázaly, že i malý přídavek regulátoru molekulové hmotnosti vedl k podstatnému snížení minimální filmotvorné teploty a poklesu citlivosti vůči vodě vzniklých nátěrových filmů.

In this paper, organic asymmetric flow field flow fractionation coupled to a multi-angle light scattering detector is presented as a very efficient tool for the characterization of copolymers prepared by emulsion polymerization. The molar mass distribution and the extent of branching of styrene-acrylate copolymers have been compared with corresponding copolymers of methyl methacrylate. It has been found that the presence of acrylate monomer results in the increase of molar mass and formation of branched macromolecules due to intermolecular chain transfer to polymer similarly as in case of methyl methacrylate-acrylate copolymers. However, the effect is far less pronounced., Práce dokumentuje výsledky získané pomocí frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli (A4F) spojené s detektorem víceúhlového rozptylu světla (MALS). Data z A4F-MALS byla doplněna vnitřními viskozitami získanými pomocí Ubbelohdeho kapilárního viskozimetru. Distribuce molekulové hmotnosti a stupeň větvení byly srovnávány s odpovídajícími kopolymery na bázi methylmethakrylátu (MMA). Bylo zjištěno, že přítomnost akrylátového monomeru vede ke zvýšení molekulové hmotnosti a vzniku větvených makromolekul díky přenosům na polymer.