Sep 18, 2019   7:42 p.m. Eugénia
Academic information system

Summary of topics offered - Institute of Natural and Synthetic Polymers (FCFT)


Basic information

Type of work: Dissertation thesis
Topic: Pokročilé (bio)polymérne siete
Title of topic in English: Advanced (Bio)polymer networks
State of topic: approved (prof. Ing. Pavel Alexy, PhD. - Chairperson of Departmental Board)
Thesis supervisor: Mgr. Martin Danko, PhD.
Faculty: Faculty of Chemical and Food Technology
Supervising department: Institute of Natural and Synthetic Polymers - FCFT
Max. no. of students: --
Academic year:2019/2020
Proposed by: Mgr. Martin Danko, PhD.
External educational institution: Polymer Institute of the Slovak Academy of Sciences
Annotation: V bežnom živote sa používajú materiály, ktoré sú výsledkom kombinácie syntézy a inžinierstva. Polymérna veda je jedným z najlepších prístupov pri navrhovaní nových materiálov pre požadovanú aplikáciu. Výskumným zámerom tejto témy bude príprava vitrimérov, špeciálnej triedy polymérov, ktoré je možné v opakovaných cykloch opätovne spracovať a zároveň sa vyznačujú tzv. „samozacelovacou“ schopnosťou to všetko bez straty mechanických vlastností. Takéto vlastnosti je možné dosiahnuť, ak môžu efektívne a spoľahlivo chemické väzby siete vznikať a zanikať v rôznych polohách polymérnych reťazcov s určitou rýchlosťou. Takto môže byť dosiahnutý makroskopický tok bez rizika štrukturálneho poškodenia alebo trvalej straty vlastností materiálu. Transesterifikácia v polykarboxylových a/alebo multi-hydroxylových polyesterových sieťach polylaktidov, polyhydroxyalkanoátov a polyesterov založených na iných obnoviteľných zdrojoch je jednou z možností. Na produkciu vitrimérov z polyesterov sa použije funkcionalizácia s cieľom produkcie epoxy skupín pozdĺž polyesterového reťazca. Reakcia s multikarboxylovou kyselinou (t.j. n>2, napr. citrónovou, jablčnou, jantárovou) vedie k tvorbe beta-hydroxyesterových sietí, ktoré v prítomnosti katalyzátora majú topológiu asociačno-reverzibilnej siete.
Annotation in English: Material science is combining synthesis and engineering towards material for common everyday use. Polymer science is one of the best approaches the design new materials for a desired application. Research efforts of the thesis will be focused on production of vitrimers a special class of polymers, possessing properties like re-processing and self-healing without loss of mechanical properties after repeated cycles. Such properties can be achieved if chemical cross-links can be efficiently and reliably exchanged between different positions of the organic polymer chains, macroscopic flow can be achieved without risking structural damage or permanent loss of material properties. One of the possible exchangeable reaction is transesterification in multi-carboxylic and/or multi-hydroxyl polyester networks of polylactides, polyhydroxy-alkanoates and polyesters based on other renewable resources. For generation of polyester-based vitrimers we propose functionalization with the aim to produce epoxy groups along the polyester chain. Following reaction with multicarboxylic acid (i.e., n ≧ 2) (e.g., citric, malic, succinic acid) leads to production beta-hydroxy ester crosslinks, which in the presence of catalyst undergo associative reversible network topology formation.



Limitations of the topic

To sign up for a topic it is necessary to fulfil one of the following restrictions

Limit to study programme
The table shows limitations of study programme, field, track the student has to be enrolled in to be able to register for a given topic.

ProgrammeTrackTrack
D-MACH Macromolecular Chemistry-- not entered -- -- not entered --
D-MACHxA Macromolecular Chemistry-- not entered -- -- not entered --