Diplomová práca sa zaoberá prípravou teromplastických kompzoitov s PMMA a PC matricou s potenciálnym využitím v automobilovom priemysle. Ako výstuž boli použité krátke sklenené, uhlíkové a PBO (poly(p-fenylén benzobisoxazol)) vlákna známe pod obchodným názvom Zylon®. Práve do PBO vlákien boli vkladané veľké nádeje vzhľadom na ich ohromujúce mechanické vlastnosti. Vplyv objemového zlomku vlákien na modulu pružnosti, pevnosť a ťažnosť kompozitov bol skúmaný. Experimentálne zistený modul pružností bol porovnaný so semi-empirickým Halpin-Tsai modelom. Prídavok sklenených a uhlíkových vlákien viedol k značnému zvýšeniu modulu pružnosti. Ukázalo sa, že po istej hodnote objemového zlomku dochádza k poklesu pevností kompozitov v dôsledku zvyšujúceho sa počtu defektov. Prídavok PBO vlákien preukázal len nepatrný vystužujúci efekt. Viskoelastické vlastností kompozitov boli skúmané pomocou dynamicko mechanickej analýzy (DMA). Termogravimetrická analýza (TGA), konfokálna laserová rastrovacia mikroskopia (CLSM) a rastrovacia elektrónová mikroskopia (SEM) boli využité k štúdiu štruktúry kompozitov.

Tato Diplomová práce se zabývá vlivem vyztužení na mechanické vlastnosti materiálu pro přípravu snímatelných náhrad. Pro testování byly použity tři sady vzorků: PMMA pryskyřice, PMMA pryskyřice s Dentapreg Mesh výztuží a PMMA pryskyřice vyztužena zesilující síťkou z nerezové oceli.Pro měření chování vzorků při statickém a dynamickém namáhání byl použit třibodový ohybový test a Charpy rázové kladivo. Viskoelastické vlastnostzi byly měřeny dynamicko-mechanickou analýzou (DMA). Skenovací elektronová mikroskopie (SEM) byla použita k charakterizaci lomových ploch. Během statického namáhání vzorků výztuž nehraje důležitou roli v porovnání s nevyztuženou pryskyřicí. Nicméně byl pozorován opačný trend při dymanickém namáhání, kde efekt výzruže rostl v řadě PMMA pryskyřice – síťka z nerezové oceli – Dentapreg Mesh.

The work deals with the deposition of layers for electrochromic device with different methods. Transparent electrically conductive layer of SnO2 was deposited by pyrolytic decomposition of peroxostannate solution. Hydrogen peroxide in starting solution contributes to the oxidation process of growth layers and to increase the electrical conductivity. Active electrochromic layer of WO3 was electrolytic deposited from the peroxotungstic acid solution. Optimal deposition time and the optimal annealing temperature of deposited layers were found. Passive electrochromic layer of V2O5 was deposited using dip-coating method from peroxovanadate solution. A contribution of solution diluted with distilled water was investigated. Found results were used to construct complete electrochromic device with polymer gel electrolyte.

This thesis deals with the engineering of novel nanomaterials, particularly nanocomposites and nanostructured surfaces with enhanced functionalities. The study includes two parts; in the first part, an in situ sol-gel polymerization approach is used for the synthesis of polymer-inorganic hybrid material and its exceptional transparent UV-shielding effect has been investigated. In the second part, electrodeposition process has been adapted to engineer surfaces and the boiling performance of the fabricated nanostructured surfaces is evaluated. In the first part of the work, polymer-inorganic hybrid materials composed of poly(methylmethacrylate) (PMMA) and zinc compounds were prepared by in situ sol-gel transition polymerization of zinc complex in PMMA matrix. The immiscibility of heterophase of solid organic and inorganic constituents was significantly resolved by an in situ sol-gel transition polymerization of ZnO nanofillers within PMMA in the presence of dual functional agent, monoethanolamine, which provided strong secondary interfacial interactions for both complexing and crosslinking of constituents. In the second part of the work, nanoengineering on the surface of copper plates has been performed in order to enhance the boiling heat transfer coefficient. Micro-porous surfaces with dendritic network of copper nanoparticles have been obtained by electrodeposition with dynamic templates. To further alter the grain size of the dendritic branches, the nanostructured surfaces underwent a high temperature annealing treatment. Comprehensive characterization methods of the polymer-inorganic hybrid materials and nanoengineered surfaces have been undertaken. XRD, 1H NMR, FT-IR, TGA, DSC, UV-Vis, ED, SEM, TEM and HRTEM have been used for basic physical properties. Pool boiling tests were performed to evaluate the boiling performance of the electrodeposited nanostructured micro-porous structures. The homogeneous PZHM exhibited enhanced UV-shielding effects in the entire UV range even at very low ZnO content of 0.02 wt%. Moreover, the relationship between band gap and particle size of incorporated ZnO by sol-gel process was in good agreement with the results calculated from the effective mass model between bandgap and particle size. The fabricated enhanced surface has shown an excellent performance in nucleate boiling. At heat flux of 1 W/cm2, the heat transfer coefficient is enhanced over 15 times compared to a plain reference surface. A model has been presented to explain the enhancement based on the structure characteristics. / QC 20101118

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Provisional restorative treatment is an essential part of fixed prosthodontics. Incorporation of adequately constructed provisional restorations will enhance the success rate of definitive restorations. Repairing or replacing failed provisional restorations is a concern for both clinicians and patients. The objective of this investigation was to study the effects of alumina nanofibers reinforcement on the mechanical properties of commercially available provisional fixed partial denture PMMA material. The hypothesis was that the addition of alumina nanofibers to commercially available PMMA resin will significantly increase its flexural strength, fracture toughness, and microhardness. Alumina nanofibers at 0.0 wt %, 0.5 wt %, 1.0 wt %, and 2.5 wt % were added to commercially available provisional fixed partial material (Jet Tooth Shade). A quaternary ammonium acetate dispersant (CC-59, Goldschmidt, Janesville, WI) was added to the acrylic monomer at 0.0 wt %, 1.0 wt %, 2.0 wt % and 5.0 wt % of the nanofiber weight (12 test groups, 1 control). Samples from each group were evaluated for flexural strength, flexural modulus, fracture toughness, and microhardness. The samples were tested after storing in distilled water for 24 hours and 7 days at 37ºC. Two-way analysis of variance (ANOVA) was used to test the effects of storage time and combinations of alumina nanofiber level and quaternary ammonium acetate dispersant level on the flexural strength, fracture toughness, and microhardness of the provisional PMMA resin. Pair-wise comparisons between groups were performed using Tukey’s multiple comparisons procedure to control the overall significance level at 5 percent. Three fracture toughness samples/group were randomly selected for Energy Dispersive Spectrometry (EDS) to qualitatively evaluate the dispersion of the fibers. The data obtained from this study showed that control sample values were in the acceptance range compared with previous research. The experimental samples did not reinforce the provisional resin in the flexural strength, modulus, fracture toughness, or microhardness. There are several factors may attribute to these results, such as poor bonding at the filler/matrix interface. The more homogeneous the mixture of PMMA and fiber, the stronger the acrylic resin. In fact, the presence of poorly bonded fibers, to which little load is transferred, can be almost equivalent to voids. In addition, as seen with EDS images, alumina nanofibers had a tendency to agglomerate. The use of a magnetic stirrer was not effective in physically separating nanofibers agglomerates. Direct dispersion of alumina nanofibers in methyl methacrylate monomer and quaternary ammonium acetate dispersant was not effective in separating the nanofibers into nano-scaled single crystals. The presence of fiber agglomerates acts as a structural defect that detrimentally affects the mechanical properties. Further studies are needed to evaluate the effectiveness of fibers, dispersion techniques, and coupling agents to enhance the mechanical properties of the provisional PMMA resin.

No description available.

Rocket propulsion using the hybrid-propellant scheme is a technology that offers much promise in applications where high-performance liquid rocket engines are deemed too complex and solid rocket motors are considered to lack performance or safety. However, despite extensive research, there is still a lack of knowledge in the theoretical aspects of hybrid rocketry, especially in the area of fuel-oxidizer mixing and fuel regression rate. This lack of a good theoretical model makes the implementation of good, practical solutions and mature, well-functioning designs more diffcult. This disadvantages the hybrid rocket engine when compared to liquid rocket engines or solid rocket motors.In this study, a hybrid rocket engine burning polymethyl methacrylate (PMMA) with compressed air has been designed to the point of a preliminary design defnition. PMMA is a transparent material, and this has been utilized to create a transparent-chamber rocket engine where engine processes can be studied with various optical methods withoutinterrupting or disturbing the operation of the engine. The function of hybrid rocket engines, the technological solutions involved in designing working hybrid rocket engines and the constituent parts of hybrid rocket engines have been studied. The nature of the trade-offs between performance and simplicity that occur when designing a rocket engine are also studied, with a focus on maximizing simplicity, safety and minimizing expenses, while still designing an engine that fulfills basic requirements. The results include a design defnition with a preliminary user’s guide, a feasibility study, and a summary of the results of the hybrid rocket performance model that was used to determine appropriate design parameters.

Polymerní nanokompozity (PNCs) mají slibnou budoucnost jako lehké funkční materiály zpracovatelné aditivními výrobními technologiemi. Jejich rychlému rozšíření však brání silná závislost jejich užitných vlastností na prostorovém uspořádání nanočástic (NP). Schopnost řídit disperzi nanočástic je tak klíčovým předpokladem pro jejich uplatnění ve funkčních kompozitech. Tato práce zkoumá přípravu polymerních nanokompozitů v modelové sklotvorné polymerní matrici roztokovou metodou, technikou schopnou vytvářet prostorové uspořádání nanočástic řízené strukturními a kinetickými parametry přípravného procesu. Prezentované výsledky popisují rozdíly mezi změnami rheologického chování roztoku polystyrenu při oscilačním smyku s vysokou amplitudou (LAOS) vyvolanými nanočásticemi. Výsledky vedou k závěru, že vysoce-afinní OP-POSS nanočástice při nízkých koncentracích dobře interagují s PS a tvoří tuhé agregáty, zatímco nízko-afinní OM-POSS nanočástice za těchto podmínek neovlivňují deformační chování polymerních řetězců. Dále byla pozornost zaměřena na vliv použitého rozpouštědla na uspořádání nanočástic v SiO2/PMMA a SiO2/PS nanokompozitech, který je v literatuře prezentován jako parametr řídící prostorové uspořádání nanočástic v pevném stavu. Důraz byl kladen na kvalitativní rozdíly mezi „špatně dispergovanými“ shluky nanočástic, které byly na základě rheologie a strukturální analýzy (TEM, USAXS) identifikovány jako polymerními řetězci vázané nanočásticové klastry a dva typy agregátů, jeden termodynamického a druhý kinetického původu. Jednotlivé druhy agregátů se vyznačují odlišnými kinetikami vzniku a rozdílnými vlastnostmi jak mezi sebou, tak v porovnání s dispergovanými nanočásticemi. Pozorované typy disperze nanočástic byly kvantitativně posouzeny podle svých rheologických vlastností během roztokové přípravy, podle kterých byla vyhodnocena míra adsorpce polymeru na povrch nanočástic a atrakce ve vypuzeném objemu. Výsledky byly porovnány s teorií PRISM. Důležitost uspořádání nanočástic byla demonstrována na porovnání teplot skelných přechodů různých struktur při stejném chemickém složení.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Übertragung der aus der Siliziumtechnologie bekannten Präzision der Strukturierung und die Zuverlässigkeit der Verbindungstechnologie auf andere Materialien wie Kupfer und PMMA. Diese Untersuchung ist auf die Entwicklung der Teiltechnologien Strukturierung und Integration fokussiert und konzentriert sich insbesondere auf die Kombination von Mikrostrukturierung und dreidimensionalen Aufbautechniken einschließlich vertikaler fluidischer Durchkontaktierungen bei den Materialien Silizium, Kupfer und Kunststoff (PMMA). Eine begleitende Charakterisierung und messtechnische Bewertung gestattet die Weiterentwicklung während der Experimentedurchführung und erweitert den Stand der Wissenschaft hinsichtlich der genannten Kombinationen. / The work describes the transfer of well known high precisive and reliable micro technologies for patterning and packaging of Silicon to new materials like Copper and PMMA. This investigation is focused on special patterning technologies and system integration aspects. Furthermore the development of material-dependent micro patterning technologies and multi layer packaging techniques including vertical fluidic interconnects using materials like Silicon, Copper, and PMMA (polymer) is shown. An accompanying characterization and measurement-based evaluation enables the ongoing development while performing experimental analysis. At least a higher state of the art for these complex combinations is reached.

No description available.