Пластизация и ужесточение модификации PLA

Полилактановая кислота (PLA) обладает отличными свойствами, такими как высокая механическая прочность, пластичность и хорошая биосовместимость. Его прост в обработке и может быть обработана в продукты различными методами, среди которых летом и термопластика являются наиболее часто используемыми. Его применение включает в себя широкий спектр областей, таких как аэрокосмическая, медицина, упаковка и т. Д., И имеет очень многообещающую перспективу применения.

Тем не менее, недостатки PLA, такие как чрезмерная хрупкость, плохая теплостойкость и трудности в формировании пленки, значительно ограничивают разработку применения в различных областях. Следовательно, необходимо изменить PLA, чтобы повысить его гибкость и расширить диапазон приложений. В настоящее время методы повышения гибкости PLA в основном включают в себя два метода: пластифицированная модификация путем добавления пластификатора и упространждения модификации путем добавления жесткого смешивания материала.

01. пдлительная модификация PLA

При синтезировании композитных материалов PLA можно добавить небольшое количество пластификатора, чтобы повысить гибкость PLA, снизить температуру перехода стекла (TG), повысить свойства обработки и механические свойства PLA и облегчить образование PLA.

Механизм пластификации PLA

Молекулярная цепь PLA легко запутывается друг с другом из -за ее полярных групп, что препятствует его движению после запутывания, что приводит к плохой гибкости. Пластизация PLA означает уменьшение взаимного притяжения между молекулярными цепями PLA, что делает его более жидким и менее вероятно, запутывает друг друга. В настоящее время метод пластификации PLA состоит в том, чтобы добавить соответствующее количество пластификатора во время обработки PLA, и есть два основных метода для пластификатора, чтобы играть свою роль:

Первый - это метод прямого действия, то есть при смешивании PLA и пластификатора, молекулы пластификатора заполняются между молекулярными цепями PLA, расстояние между большими молекулярными цепями увеличивается, а движущееся пространство увеличивается, так что молекулярное Цепи не легко запутываются друг с другом, и достигается цель пластификации PLA.

Вторым является метод косвенного действия, то есть добавление полярного пластификатора, полярная группа пластификатора действует на полярную часть PLA, разрушает группу полярного эфира на молекулярной цепи PLA, ослабляет привлечение между молекулярными цепями и увеличивает текучесть.

Полиэтиленгликол (ПЭГ) Пластифицированный PLA

PEG является одним из многих пластификаторов, подходящих для PLA, и оказывает замечательное влияние на пластификацию и модификацию PLA. ПЛАСТИЧЕСКАЯ ПАЛИЗАЦИЯ PLA может увеличить удлинение при прочтении разрыва и воздействия, но прочность на растяжение иногда уменьшается. Причина в том, что, хотя PEG оказывает хорошее влияние на пластификацию и ужесточение PLA, из -за плохой совместимости между PEG и PLA, прочность пластифицированного PLA значительно снижается, а тепловая стабильность плохая. Эта проблема все еще должна быть решена.

Цитрат пластифицированный PLA

Цитрат имеет группу полярного эфира, которая непосредственно действует на полярную группу на молекулярной цепи при пластификации PLA, вызывая повреждения, тем самым повышая активность движения сегмента PLA и улучшая гибкость PLA. Трибутилцитрат (TBC) и триэтилцитрат (TEC) являются распространенными среди цитратных пластификаторов. Ацетил Бутилоцитрат (ATBC) получают путем обработки и оптимизации TBC. С точки зрения производительности, ATBC сохраняет преимущества оригинального TBC, но его эффект в качестве пластификатора лучше, чем TBC.

Пластифицированная пластиковая пластинка на растительном масле

Как следует из названия, пластификаторы растительного масла извлекаются из растений и относятся к материалам для охраны природной окружающей среды. У них есть хорошая тенденция развития в пластификации и модификации PLA. Модификация пластификаторов растительного масла на основе биографии может улучшить эффект пластификации и может обеспечить исходные механические свойства PLA. Использование полимеризации пластимеризации растительного масла может увеличить его пластизирующий эффект. Некоторые ученые использовали полиэпоксическое пальмовое масло (PEPO) в качестве пластификатора для приготовления Blend PLA/PEPO с помощью динамической технологии вулканизации. Результаты показывают, что пластическая деформация происходит между фазой PEPO и PLA. Когда добавляется 20% PEPO, удлинение при разрыве увеличивается до 100%, что в 10 раз больше, чем у Pure PLA.

02 Tмодификация PLA Blend

В настоящее время смесительские материалы, используемые для ужесточения и модификации PLA, в основном включают в себя гибкие и разлагаемые смолы, эластомеры, неорганические наночастицы, растения, крахмал и т. Д.

Гибкая разлагаемая смола закаленная модифицированная PLA

Гибкие и разлагаемые смолы достигли превосходных результатов в устранении PLA из -за их превосходной гибкости. Тем не менее, совместимость разлагаемых смол при смешивании с PLA не очень хорошая, а для совместимости необходимо добавить совместимость. Когда гибкая смола смешивается и загадает, прочность PLA, вероятно, будет значительно уменьшена, что может быть улучшено, добавив другие материалы с превосходной прочностью. Например, PLA/PBS можно усилить микрокристаллической целлюлозой (MCC). Когда было добавлено 20% PBS, смеси имели наилучшую совместимость, а растягивающие свойства уменьшились. Когда MCC была добавлена, тепловая стабильность была повышена, и растягивающие свойства значительно не уменьшились. Когда содержание MCC массы было выше 0,5%, растягивающие свойства увеличились.

Elastomer ужесточенная модифицированная PLA

Эластомеры достигли хороших результатов в устранении PLA из -за их превосходной гибкости. В настоящее время существует в основном три вида натурального каучука, синтетического каучука и термопластичного эластомера. Среди них натуральный каучук и термопластичный эластомер чаще встречаются в ужесточении и модифицированном PLA.

Термопластичный полиуретан (TPU) обладает высокой вязкостью, долговечностью и хорошей биосовместимостью и обладает большим потенциалом для устранения PLA. Эластомеры могут эффективно улучшить жесткость PLA, но композиты не имеют биоразлагаемости, что не способствует окружающей среде и необходимо улучшить.

Неорганическое жесткое устранение частиц модифицированное PLA

Неорганические жесткие частицы имеют жесткость и могут увеличить прочность материалов PLA, укрепив PLA. В настоящее время Nano-Caco3, Nano-SIC, Nano-SIO2 и углеродные нанотрубки (CNT) в основном используются для устранения PLA.

Неорганические жесткие частицы оказывают ограниченное влияние на ужесточение PLA. Смешивание его с другими гибкими материалами для укрепления PLA может сделать PLA сильным и жестким. Например, PLA может быть смешано таять путем добавления эпоксидизированного натурального каучука (ENC) и наносилика (NSIO2), чтобы подготовить композиты PLA/EN-30/NSIO2. После добавления NSIO2 ударная сила материала значительно улучшается, что в 1,1-1,8 раза выше, чем у чистой смеси 80/20 PLA/ENC, и в 6,3-10,8 раза выше, чем у PLA.

Загадка для загадки клетки модифицированного PLA

Растительные волокна извлекаются из природных растений и имеют отличную биосовместимость и гибкость. Смешивание растений с PLA может улучшить механические и тепловые свойства PLA, снизить его стоимость и сохранить хорошую биосовместимость и биоразлагаемость самого PLA. Волокна растений также могут синергически укрепить PLA вместе с пластификаторами, и эффект укрепления лучше.

Загаранный крахмал модифицированный PLA

Крахмал - это чистый натуральный биологический материал с превосходной биосовместимостью, пластичностью и механическими свойствами. Поскольку он обладает сходными свойствами для ПЛА, он часто используется для заполнения PLA, что может укрепить PLA и повысить его выносливость при одновременном снижении стоимости PLA. Из -за термодинамической несовместимости между крахмалом и PLA необходимо добавить совместимость для улучшения межфазной совместимости во время смешивания.

Например, не окисленное кунжутное масло (ESO) добавляли в PLA и термопластичный крахмал YAM (TPS) для приготовления смеси PLA/TPS/ESO путем экструзии. Результаты показали, что при добавлении 3% ESO модуль упругости растягивания и прочность на растяжение примерно удвоилась, а деформируемость смеси без ESO увеличилась более чем на 70%.

Использование эпоксидирования крахмала в качестве структуры ядро-оболочки, а затем смешивание с PLA может не только значительно повысить прочность, но и гарантировать, что сила PLA значительно не уменьшается.

03. Заключение

Модифицированная добавлением пластификатора или смешивания с гибкой разлагаемой смолой и эластомером, прочность на растяжение и термическая стабильность PLA будет значительно уменьшена, а материал, полученный путем смешивания с эластомером, не биодеградабель. и смешивание неорганических жестких частиц не очевиден, а совместимость смешивания с растениями и крахмалами плохая.

Следующие предложения выдвинуты для будущей пластификации и устранения модификации PLA:

(1) разработать новые пластификаторы, чтобы восполнить недостатки текущих пластификаторов для улучшения механических свойств PLA;

(2) добавить подходящее совместимость для улучшения совместимости между PLA и другими материалами;

(3) Найдите подходящие биологические материалы, чтобы обеспечить максимально возможную прочность PLA при смешивании с PLA.

NANJIN HAISI EXTRUSION SUCKING Двойной винтовой экструдер для пластификации PLA и модификации упространения.

Любой интерес, пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами!