Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của kích thước hạt talc và hàm lượng đến hành vi kết tinh, tính chất cơ học và hình thái của poly(lactic acid)
Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm sử dụng chất độn vô cơ như talc để thúc đẩy quá trình kết tinh trong poly(lactic acid) (PLA). Ba kích thước hạt talc khác nhau, cụ thể là 1, 5 và 30 µm, đã được sử dụng làm tác nhân hạt nhân; mỗi loại đều được phối trộn với PLA với các tỷ lệ khác nhau từ 0 đến 10 wt%. Nhiệt độ kết tinh (Tc) đã giảm nhanh nhất từ 128 xuống 107 °C với sự hiện diện của 1 wt% talc. Vượt qua nồng độ này, Tc vẫn giảm nhưng chỉ một chút. So với các kích thước khác, các hạt talc mịn hơn cho thấy khả năng thúc đẩy cao hơn một chút về mức độ kết tinh. Các đỉnh nhiễu xạ X-ray cho thấy rằng tinh thể α được hình thành trong tất cả các thành phần PLA/talc. Các giá trị nhiệt độ biến dạng nhiệt cho thấy rằng PLA đã được biến đổi có thể chịu được sự biến dạng nhiệt từ 58 °C đến giá trị tối đa 139 °C khi thêm talc 1 µm với nồng độ 10 wt%. Với sự hiện diện của talc, các composite trở nên giòn hơn và cả độ kéo dài đứt và độ bền va đập đều giảm.
Từ khóa
#poly(lactic acid) #talc #kết tinh #tính chất cơ học #hình thái họcTài liệu tham khảo
Petchwattana N, Covavisaruch S, Euapanthasate N (2012) Utilization of ultrafine acrylate rubber particles as a toughening agent for poly(lactic acid). Mater Sci Eng A Struct 532:64–70
Petchwattana N, Covavisaruch S, Euapanthasate N (2011) Mechanical and thermal behaviors of the acrylic based core-shell rubber modified poly(lactic acid). Adv Mater Res 306–307:340–344
Buasri A, Chaiyut N, Jenjaka T, Weerasunthorn S, Juengrun S (2011) Preparation and characterization of PET–PLA copolyester from waste PET and lactic acid (LA). Chiang Mai J Sci 38:619–624
Chen CC, Chueh JY, Tseng H, Huang HM, Lee SY (2003) Preparation and characterization of biodegradable PLA polymeric blends. Biomaterials 24:1167–1173
Tsuji H, Takai H, Saha SK (2006) Isothermal and non-isothermal crystallization behavior of poly(l-lactic acid): effects of stereocomplex as nucleating agent. Polymer 47:3826–3837
Lai SM, Lan YC (2013) Shape memory properties of melt-blended polylactic acid (PLA)/thermoplastic polyurethane (TPU) bio-based blends. J Polym Res 20:140
Ljungberg N, Wesslen B (2003) Tributyl citrate oligomers as plasticizers for poly (lactic acid): thermo-mechanical film properties and aging. Polymer 44:7679–7688
Li H, Huneault MA (2007) Effect of nucleation and plasticization on the crystallization of poly(lactic acid). Polymer 48:6855–6866
Rasal RM, Janorkar AV, Hirt DE (2010) Poly(lactic acid) modifications. Prog Polym Sci 35:338–356
Raquez JM, Habibi Y, Murariu M, Dubois P (2013) Polylactide (PLA)-based nanocomposites. Prog Polym Sci 38:1504–1542
Kolstad JJ (1996) Crystallization kinetics of poly(l-lactide-co-mesolactide). J Appl Polym Sci 62:1079–1091
Harris AM, Lee EC (2008) Improving mechanical performance of injection molded PLA by controlling crystallinity. J Appl Polym Sci 107:2246–2255
He D, Wang Y, Shao C, Zheng G, Li Q, Shen C (2013) Effect of phthalimide as an efficient nucleating agent on the crystallization kinetics of poly(lactic acid). Polym Test 32:1088–1093
Espino-Pérez E, Bras J, Ducruet V, Guinault A, Dufresne A, Domenek S (2013) Influence of chemical surface modification of cellulose nanowhiskers on thermal, mechanical, and barrier properties of poly(lactide) based bionanocomposites. Eur Polym J 49:3144–3154
Fundador NGV, Iwata T (2013) Enhanced crystallization of poly(d-lactide) by xylan esters. Polym Degrad Stabil 98:2482–2487
Han H, Wang X, Wu D (2012) Preparation, crystallization behaviors, and mechanical properties of biodegradable composites based on poly(l-lactic acid) and recycled carbon fiber. Compos Part A Appl S 43:1947–1958
Fortunati E, Armentano I, Zhou Q, Puglia D, Terenzi A, Berglund LA, Kenny JM (2012) Microstructure and nonisothermal cold crystallization of PLA composites based on silver nanoparticles and nanocrystalline cellulose. Polym Degrad Stabil 97:2027–2036
Ogata N, Jimenez G, Kawai H, Ogihara T (1997) Structure and thermal/mechanical properties of poly(l-lactide)–clay blend. J Polym Sci Part B 35:389–396
Nam JY, Sinha RS, Okamoto M (2003) Crystallization behavior and morphology of biodegradable polylactide/layered silicate nanocomposite. Macromolecules 36:7126–7131
Ke T, Sun X (2003) Melting behavior and crystallization kinetics of starch and poly(lactic acid) composites. J Appl Polym Sci 89:1203–1210
Yeh JT, Wu CJ, Tsou CH, Chai WL, Chow JD, Huang CY, Chen KN, Wu CS (2009) Study on the crystallization, miscibility, morphology, properties of poly(lactic acid)/poly(ε-caprolactone) blends. Polym Plast Technol 48:571–578
Mathew AP, Oksman K, Sain M (2006) The effect of morphology and chemical characteristics of cellulose reinforcements on the crystallinity of polylactic acid. J Appl Polym Sci 101:300–310
Tábi T, Sajó IE, Szabó F, Luyt AS, Kovács JG (2010) Crystalline structure of annealed polylactic acid and its relation to processing. Expr Polym Lett 4:659–668
Qin L, Qiua J, Liu M, Ding S, Shao L, Lü S, Zhang G, Zhao Y, Fu X (2011) Mechanical and thermal properties of poly(lactic acid) composites with rice straw fiber modified by poly(butyl acrylate). Chem Eng J 166:772–778
Huneault MA, Li H (2007) Morphology and properties of compatibilized polylactide/thermoplastic starch blends. Polymer 48:270–281
Hong Z, Zhang P, He C, Qiu X, Liu A, Chen L, Chen X, Jing X (2005) Nano-composite of poly(l-lactide) and surface grafted hydroxyapatite: mechanical properties and biocompatibility. Biomaterials 26:6296–6304
Kang KS, Lee SI, Lee TJ, Narayan R, Shin BY (2008) Effect of biobased and biodegradable nucleating agent on the isothermal crystallization of poly(lactic acid). Korean J Chem Eng 25:599–608
Gao X, Liu R, Jin M, Bu H (2002) Crystallization and morphology of poly(ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate) in the presence of nucleating agents. J Polym Sci Part B 40:2387–2394
Jiang L, Zhang J, Wolcott MP (2007) Comparison of polylactide/nano-sized calcium carbonate and polylactide/montmorillonite composites: reinforcing effects and toughening mechanisms. Polymer 48:7632–7644
Huang JW, Hung YC, Wen YL, Kang CC, Yeh MY (2009) Polylactide/nano- and micro-scale silica composite films. II. Melting behavior and cold crystallization. J Appl Polym Sci 112:3149–3156
Li M, Hu D, Wang Y, Shen C (2010) Nonisothermal crystallization kinetics of poly(lactic acid) formulations comprising talc with poly(ethylene glycol). Polym Eng Sci 50:2298–2305
Kaczmarek H, Nowicki M, Kwiatkowska IV, Nowakowska S (2013) Crosslinked blends of poly(lactic acid) and polyacrylates: AFM, DSC and XRD studies. J Polym Res 20:91
Zhang J, Duan Y, Sato H, Tsuji H, Noda I, Yan S, Ozaki Y (2005) Crystal modifications and thermal behavior of poly(l-lactic acid) revealed by infrared spectroscopy. Macromolecules 38:8012–8021
Kawai T, Rahman N, Matsuba G, Nishida K, Kanaya T, Nakano M, Okamoto H, Kawada J, Usuki A, Honma N, Nakajima K, Matsuda M (2007) Crystallization and melting behavior of poly(l-lactic Acid). Macromolecules 40:9463–9469
Brizollara D, Cantow HJ, Diederichs K, Keller E, Domb AJ (1996) Mechanism of the stereocomplex formation between enantiomeric poly(lactide)s. Macromolecules 29:191–197
Miyata T, Masuko T (1997) Morphology of poly(l-lactide) solution-grown crystals. Polymer 38:4003–4009
Piorkowska E, Kulinski Z, Galeski A, Masirek R (2006) Plasticization of semicrystalline poly(l-lactide) with poly(propylene glycol). Polymer 47:7178–7188
Battegazzore D, Bocchini S, Frache A (2011) Crystallization kinetics of poly(lactic acid)–talc composites. Expr Polym Lett 5:849–858
Huda MS, Drzal LT, Mohanty AK, Misra M (2006) Chopped glass and recycled newspaper as reinforcement fibers in injection molded poly(lactic acid) (PLA) composites: a comparative study. Compos Sci Technol 66:1813–1824