Centrum polymerních systémů - Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ
CENTRUM POLYMERNÍCH SYSTÉMŮ
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
CENTRUM POLYMERNÍCH SYSTÉMŮ
UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ
CENTRUM POLYMERNÍCH SYSTÉMŮ se opírá o aktivní spolupráci s průmyslovými partnery a souběžně
mezinárodně působí ve všech úrovních svých činností. Vědecké týmy Univerzity Tomáše Bati
vstupující do Centra polymerních systémů mají vysoký podíl zahraničních studentů, strategií je
jejich podíl dále zvyšovat a pokračovat v internacionalizaci činností.
Vědeckovýzkumná aktivita je koncipována do 2 vzájemně propojených výzkumných programů ve
vazbě na polymerní procesy, bioaktivní polymery a polymerní kompozity s důrazem na inovace:
PROGRAM 1: POKROČILÉ ZPRACOVATELSTVÍ PROGRESIVNÍCH POLYMERNÍCH SYSTÉMŮ
Ve výzkumném programu 1 se vědecké aktivity zaměřují především na problematiku
zpracovatelských procesů plastů a elastomerů, získávání biopolymerů z masného a potravinářského
průmyslu, vývoje a testování částečně biodegradabilních polymerních směsí, přípravy a aplikací
speciálních antimikrobiálních filmů, polymerních systémů selektivně reagujících na podněty vnějšího
prostředí, medicinálních hydrogelů, povrchových úprav povrchů polymerů, modelování procesů
výroby polymerních filmů a procesu filtrace vzduchu přes nanovláknové filtry.
PROGRAM 2: PŘÍPRAVA POKROČILÝCH POLYMERNÍCH KOMPOZITNÍCH SYSTÉMŮ
Ve výzkumném programu 2 se aktivity soustřeďují zejména na úpravy materiálů typu jádro-slupka
(core-shell) s elektrickými a magnetickými vlastnostmi, vývoj materiálů obsahujících zapletené
uhlíkové nanotrubice pro detekci par organických látek a pro použití v senzorech dynamického
mechanického namáhání, přípravy plniv pomocí mikrovlnné syntézy k využití v antibakteriálních
aplikacích termoplastických i elastomerních materiálů a hodnocení reologických vlastností vysoce
plněných systémů pro procesy vstřikování práškových materiálů (technologie Powder Injection
Moulding).
KONTAKT:
Doc. Dr. Ing. Vladimír Pavlínek
Ředitel Centra
e-mail: [email protected]
tel.: +420 606 777 270
www.cps.utb.cz
ADRESA:
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Centrum Polymerních Systémů
Nad Ovčírnou 3685
Zlín, 760 01
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Nabízíme spolupráci v oblasti přípravy, zpracovatelství a charakterizace polymerních materiálů a
plněných polymerních systémů, včetně návrhu a přípravy produktů na polymerní bázi.
Pro přípravu polymerních zkušebních produktů, testovacích vzorků, polotovarů a dalších výrobků
disponujeme následujícími zpracovatelskými technologiemi:
Kontinuální procesy:

Koextruzní jednošneková linka pro přípravu jednoduchých (např. hadičkových) profilů
s vakuovanou chladící vanou, odtahovacím a sekacím zařízením.

Koextruzní jednošneková linka pro přípravu plochých profilů – vícevrstvé fólie s šířkou 27 cm
o tloušťce 0,1 –3 mm.

Extruzní jednošneková linka vybavená vyfukovací hlavou pro přípravu folie o průměru rukávu
přibližně 10 cm.

Kompoundační dvoušnekové linky s volumetrickým a gravimetrickým dávkováním složek, včetně
kapalin o výkonu cca 6 a 60 kg/hod.
Cyklické procesy:

Vstřikovací stroj s uzavírací silou 180 t vybavený formou pro přípravu zkušebních těles
a přípravků s výměnným systémem vložek.

Vstřikovací stroj s uzavírací silou 90 t vybavený formou pro přípravu zkušebních těles
a přípravků s výměnným systémem vložek.

Vstřikovací stroj s uzavírací silou 8 t vybavený formou pro přípravu zkušebních těles a přípravků
s výměnným systémem vložek.

Zařízení pro extruzní vyfukování s maximální kapacitou dutého výrobku 0,5 l.

Sestava gumárenských a plastikářských lisů.

Laboratorní hnětiče 15 cm3, 50 cm3, 2000 cm3.
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Úprava povrchových vlastností:

Atmosférická plasma pro úpravu produktů o šíři až 15 cm.

Nízkotlaká plasma s komorou o objemu cca 10 dm3.

Spincoating.
V oblasti charakterizace polymerních systémů a připravených produktů disponujeme laboratorním
zařízením pro:

Charakterizace tokových vlastností – rotační a kapilární viskozimetry.

Charakterizace vlastností pomocí metod termické analýzy – diferenciální snímací kalorimetrie
(DSC), dynamická mechanická analýza (DMA), termo-mechanická analýza (TMA), termogravimetrická analýza (TGA).

Charakterizace mechanických vlastností – statické a dynamické zkoušky v ohybu, tahu, tlaku,
rázové zkoušky, odrazová pružnost, tvrdost.

Mikroskopická charakterizace materiálů a produktů – skenovací elektronový mikroskop (SEM) s
EDS detektorem, optický mikroskop s analýzou obrazu, 3D rentgenová tomografie.
Pro výzkumné, vývojové a inovační aktivity disponujeme týmem odborníků a expertů schopných
samostatně řešit problémy a výzvy v oblasti přípravy a zpracování polymerních systémů spolu
s modelováním zpracovatelských procesů.
Jednotliví členové realizačního týmu jsou zběhlí v charakterizaci a interpretaci experimentálních
výsledků reologických, termických a mechanických analýz. Mezi další standardní experimentální
metody patří např. infračervená a rentgenová spektroskopie, plynová a kapalinová chromatografie,
analýzy elektrických a magnetických vlastností.
KONTAKT:
Doc. Dr. Ing. Vladimír Pavlínek
Ředitel Centra
e-mail: [email protected]
tel.: +420 606 777 270
www.cps.utb.cz
ADRESA:
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Centrum Polymerních Systémů
Nad Ovčírnou 3685
Zlín, 760 01
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
BIOROZLOŽITELNÉ A ANTIMIKROBIÁLNÍ POLYMERNÍ SYSTÉMY
PROČ?
Biologicky rozložitelné polymery mohou nacházet své uplatnění ať již jako obaly pro
každodenní použití, nebo ve vysoce komplexních aplikacích, jakými jsou cílené dodávání
biologicky aktivních látek (léčiv, agrochemikálií apod.) a výroba bioresorbovatelných
zdravotnických prostředků. Antimikrobiální polymerní systémy jsou vysoce perspektivními
materiály, které jsou převážně určeny pro přípravu zdravotnických prostředků a speciálních
obalů, které jsou rezistentní vůči mikrobiálnímu osidlování, což je příčinou tzv. nozokomiálních
infekcí.
CO?
Byly vyvinuty nové biorozložitelné a antimikrobiální systémy s důrazem využívání surovinových
zdrojů na bázi vedlejších produktů potravinářského průmyslu a přírodních látek.
Získané poznatky byly publikovány v odborných časopisech. Nové materiály jsou chráněny
užitnými vzory a přihláškou patentu.
NABÍDKA/POPTÁVKA:
Hledáme partnery pro výzkumné a aplikační aktivity biorozložitelných a antimikrobiálních
polymerů v rámci mezinárodních projektu i tuzemských projektů.
Nabízíme spolupráci v oblasti charakterizace a analýzy polymerních systémů a potravin, pro
kterou jsme dostatečně přístrojově vybaveni.
BENEFITY:
Hlavní: Biologicky aktivní polymerní systémy (biologicky rozložitelné, antimikrobiální) jsou
perspektivní z pohledu jejich praktické aplikace v širokém spektru odvětví (např. zdravotnictví,
farmacie, zemědělství, potravinářství) pro výrobky s vysokou přidanou hodnotou.
Podpora a synergie: Výzkumný tým je otevřen pro intenzivní a flexibilní spolupráci s partnery z
průmyslové i akademické sféry na úrovni smluvního výzkumu, společných výzkumných a
vývojových aktivit i řešení projektů.
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
SENZOR DEFORMACE A POLOHY NA PRINCIPU UHLÍKOVÝCH
NANOTRUBIČEK PRO KOMUNIKACI NA ROZHRANÍ PC/LIDSKÉ TĚLO
PROČ?
Polymerní nanokompozity obsahující uhlíkové nanotrubičky (carbon nanotubes – CNTs), ale i
jiné uhlíkové formy, mají dobré elektrovodivé vlastnosti, které je předurčují pro přípravu
speciálních členů citlivých na změnu vnějších podmínek kompozitu. Elektrická vodivost našeho
elastického materiálu citlivě a vratně detekuje deformaci a může tak být uplatněn jako
vysoce citlivý sensor protažení.
CO?
relative change of resistance (%)
Byla vyvinuta a úspěšně ověřena originální metoda dispergace uhlíkových nanotrubiček pro
přípravu vysoce elastického materiálu se schopností detekovat různé deformace, jako je
stlačení, protažení a ohyb. Na toto řešení byla podána žádost o patentovou ochranu.
140
jog-trot
walk
march
squat
120
100
80
60
40
20
0
0
1
2
0
2
4
time (s)
NABÍDKA/POPTÁVKA:
Hledáme partnery, kteří by začlenili naše nové materiály do vývoje nového výrobku/aplikace.
BENEFITY:
Hlavní: Tato technologie by měla vyústit v konstrukci zařízení pro komunikaci na rozhraní
PC/lidské tělo, pro detekci pohybů částí lidského těla v medicíně, péči o zdraví a sportu,
počítačovou kontrolu jakéhokoliv procesu, jako součást oblečení nebo rukavic, popřípadě jako
samostatné tenzometrické zařízení. Tento detektor deformace může být také integrální
součástí polymerních výrobků používaných například v automobilovém průmyslu nebo
stavebnictví, a to jako snímač deformace nebo polohy.
Podpora a synergie: Materiál má další velký potenciál pro použití jako detektor par
organických rozpouštědel nebo pro elektromagnetické stínění. Jako další vývoj se předpokládá
vývoj mechanicky vysoce vyztuženého kompozitu s CNT ve spolupráci s našimi dalšími týmy
orientujícími se na oblasti plastikářské technologie.
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
MAGNETICKÉ NANOČÁSTICE OXIDŮ ŽELEZA PRO LÉČBU
ZHOUBNÝCH ONEMOCNĚNÍ
PROČ?
Hypertermie je léčebná metoda založená na ohřevu nádorové tkáně na teplotu 40-44°C, při
které dochází k nevratným změnám uvnitř nádorových buněk. V současné době se k ohřevu
využívá účinků elektromagnetického záření. Hlavními problémy, se kterými se hypertermie
potýká, je ohřev hlouběji zasazených míst, zkrácení délky ohřevů a zejména fokusace záření
pouze od místa ohřevu.
CO?
Výše zmíněné problémy z velké míry řeší aplikace absorpčních materiálů do místa ohřevu.
Absorpční materiál, tzv. mediátor, založen na magnetických nanočásticích, interaguje s časově
proměnným magnetickým polem, v důsledku čehož dochází k jeho ohřevu, na rozdíl od
nemagnetické lidské tkáně. Magnetické vlastnosti mediátoru na bázi nanočástic oxidů železa
lze dle potřeby nastavit (např. podmínkami syntézy).
NABÍDKA/POPTÁVKA:
Hledáme perspektivní vědecké týmy pro společnou účast na řešení evropských vědeckovýzkumných projektů.
BENEFITY:
Hlavní: Námi užívané magnetické částice byly optimalizovány s ohledem na velikost a tvar, tak
aby u nich bylo dosaženo potřebných magnetických vlastností a byly schváleny k aplikaci
v lékařství. Nízkých hodnot cytotoxicity a jejich dostatečné absorpce zhoubnou tkání je
dosaženo funkcionalizací nanočástic.
Podpora a synergie: Námi vyvinutý nanočásticový systém lze modifikovat, tak aby mohl sloužit
k dalším účelům kdekoliv, kde je zapotřebí kontrolované interakce mezi materiálem a vnějším
magnetickým polem.
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
SOFTWAROVÁ CHARAKTERIZACE NANOVLÁKNOVÝCH NETKANÝCH
TEXTILIÍ
PROČ?
Nanovlákenné netkané textilie nacházejí uplatnění v celé řadě pokročilých aplikací, zvláště pak
v oblasti filtrace vzduchu a tekutin.
CO?
Byl vyvinut nový software UTB soft - Nano Filtration pro charakterizaci nanovlákenných
netkaných textilií, a to na základě snímků vytvořených pomocí skenovací elektronové
mikroskopie. Software obsahuje tři moduly umožňující stanovení distribuce průměrů vláken a
pórů, modelování filtrační účinnosti a tvorby filtračního koláče.
NABÍDKA/POPTÁVKA:
Hledáme potenciální zájemce o daný software a nabízíme partnerství umožňující další funkční
rozšíření daného software pro řešení konkrétních aplikačních problémů v rámci standardních
R&D projektů.
BENEFITY:
Hlavní: Software využívá zcela nových, sofistikovaných matematických modelů, výpočetních
metod a postupů, a to v kombinaci s uživatelsky velmi přívětivým grafickým rozhraním, které
jeho ovládání zjednodušuje do tří kroků: Nahraj – Vyber – Analyzuj. Software je tak přístupný i
pro uživatele, kteří nemají hluboké zkušenosti v oblasti teoretického modelování a výpočtů.
Software je možné díky svému zaměřením a aplikovatelnosti považovat za unikátní v
celosvětovém měřítku.
Podpora a synergie: Vědecký tým je otevřený dalšímu rozvoji daného software na základě
požadavků potenciálních partnerů.
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
VÝZKUMNÉ TÝMY
PROGRAM 1: Pokročilé ZPRACOVATELSTVÍ PROGRESIVNÍCH POLYMERNÍCH SYSTÉMŮ
prof. Zatloukal, [email protected]
 Příprava vícevrstvých kontinuálních profilů
 Obaly pro zdravotnictví,
s pokročilými polymerními vlastnostmi
potravinářství
doc. Čermák, [email protected]
farmacii
dr. Sedláček, [email protected]
 Modelování polymerních procesů
pokročilé polymerní technologie
pro
 Příprava bioaktivních polymerních systémů
doc. Lehocký, [email protected]
prof. Zatloukal, [email protected]
PROGRAM 2: Příprava pokročilých polymerních kompozitů
doc. Kuřitka, [email protected]
 Injekční vstřikování práškových materiálů
prof. Hausnerová, [email protected]
 Více-funkční polymerní nanokompozitní materiály
doc. Slobodian, [email protected]
 Příprava polymerních hybridních kompozitů pro mikrovlnné absorbéry
doc. Kazantseva, [email protected]
SPOLUPRÁCE

Výzkumné projekty s partnery z akademické a průmyslové sféry

Smluvní výzkum dle potřeb a požadavků průmyslových partnerů

Pomoc při řešení technických a technologických problémů

Příprava analýz a případových studií

Výukové kurzy, organizace specificky zaměřených seminářů, workshopů a konferencí
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
a
POZNÁMKY
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111
Česká republika
Praha
Zlín
•
ADRESA:
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Centrum polymerních systémů
Nad Ovčírnou 3685
Zlín, 760 01
www.cps.utb.cz
Centrum polymerních systémů
Reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111