A razão da baixa resistência ao calor do PLA

O PLA, um material biodegradável, é um polímero semicristalino com temperatura de fusão de até 180°C.Então, por que o material é tão ruim em resistência ao calor depois de feito?

A principal razão é que a taxa de cristalização do PLA é lenta e a cristalinidade do produto é baixa no processo de processamento e moldagem normais.Em termos de estrutura química, a cadeia molecular do PLA contém um -CH3 no átomo de carbono quiral, que possui uma estrutura helicoidal típica e baixa atividade dos segmentos da cadeia.A capacidade de cristalização dos materiais poliméricos está intimamente relacionada à atividade da cadeia molecular e à capacidade de nucleação.No processo de resfriamento da moldagem por processamento comum, a janela de temperatura adequada para a cristalização é muito pequena, de modo que a cristalinidade do produto final é pequena e a temperatura de deformação térmica é baixa.

A modificação da nucleação é um método eficaz para aumentar a cristalinidade do PLA, acelerar a taxa de cristalização, melhorar a propriedade de cristalização e, assim, aumentar a resistência ao calor do PLA.Portanto, a modificação de materiais PLA, como nucleação, tratamento térmico e reticulação, tem um papel importante na ampliação da gama de aplicações dos produtos PLA, aumentando sua temperatura de deformação térmica e melhorando sua resistência ao calor.

Os agentes nucleantes são divididos em agentes nucleantes inorgânicos e agentes nucleantes orgânicos.Os agentes de nucleação inorgânicos incluem principalmente filossilicatos, hidroxiapatita e seus derivados, materiais de carbono e outras nanopartículas inorgânicas.A argila é outro tipo de material mineral de silicato em camadas comumente usado na modificação do PLA, entre os quais a montmorilonita é a mais representativa.Os principais agentes nucleantes orgânicos são: compostos amida, bisilidrazidas e biureias, pequenas moléculas de biomassa, fósforo/fosfonato organometálico e oligosiloxi poliédrico.

A adição de aditivos de nucleação complexos para melhorar sua estabilidade térmica é melhor do que a de aditivos individuais.A principal forma de degradação do PLA é a hidrólise após higroscópica, portanto, o método de mistura por fusão também pode ser usado, adicionando aditivo hidrofóbico óleo de dimetilsilicone para reduzir a propriedade higroscópica, adicionando aditivos alcalinos para reduzir a taxa de degradação do PLA alterando o valor de PH do PLA.