PLA, biologicky odbúrateľný materiál, je semikryštalický polymér s teplotou topenia do 180 ℃.Prečo je teda materiál po výrobe taký zlý z hľadiska tepelnej odolnosti?
Hlavným dôvodom je, že rýchlosť kryštalizácie PLA je pomalá a kryštalinita produktu je nízka v procese bežného spracovania a tvarovania.Z hľadiska chemickej štruktúry molekulárny reťazec PLA obsahuje na chirálnom atóme uhlíka -CH3, ktorý má typickú špirálovitú štruktúru a nízku aktivitu reťazových segmentov.Kryštalizačná kapacita polymérnych materiálov úzko súvisí s aktivitou molekulového reťazca a nukleačnou kapacitou.V procese chladenia pri bežnom spracovaní tvarovaním je teplotné okno vhodné na kryštalizáciu veľmi malé, takže kryštalinita konečného produktu je malá a teplota tepelnej deformácie je nízka.
Nukleačná modifikácia je účinná metóda na zvýšenie kryštalinity PLA, zrýchlenie rýchlosti kryštalizácie, zlepšenie kryštalizačných vlastností a tým zvýšenie tepelnej odolnosti PLA.Preto má modifikácia PLA materiálov, ako je nukleácia, tepelné spracovanie a zosieťovanie, dôležitú úlohu pri rozširovaní aplikačného rozsahu produktov PLA zvýšením teploty tepelnej deformácie a zlepšením tepelnej odolnosti.
Nukleačné činidlá sa delia na anorganické nukleačné činidlá a organické nukleačné činidlá.Anorganické nukleačné činidlá zahŕňajú najmä fylosilikáty, hydroxyapatit a jeho deriváty, uhlíkové materiály a iné anorganické nanočastice.Íl je ďalším druhom vrstvených silikátových minerálnych materiálov bežne používaných v modifikácii PLA, z ktorých je najreprezentatívnejším montmorillonit.Hlavné organické nukleačné činidlá sú: amidové zlúčeniny, bisylhydrazidy a bimočoviny, malé molekuly biomasy, organokovový fosfor/fosfonát a polyedrický oligosiloxy.
Pridanie komplexných nukleačných prísad na zlepšenie tepelnej stability je lepšie ako pridanie jednotlivých prísad.Hlavnou formou degradácie PLA je hydrolýza po hygroskopii, takže možno použiť aj metódu miešania taveniny, pridaním hydrofóbnej prísady dimetylsilikónového oleja na zníženie hygroskopických vlastností, pridaním alkalických prísad na zníženie rýchlosti degradácie PLA zmenou hodnoty PH PLA.
Čas uverejnenia: 7. novembra 2022