สาเหตุของการต้านทานความร้อนต่ำของ PLA

PLA เป็นวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เป็นพอลิเมอร์กึ่งผลึกที่มีอุณหภูมิหลอมเหลวสูงถึง 180°Cแล้วทำไมวัสดุถึงทนความร้อนได้ไม่ดีนักเมื่อทำเสร็จแล้ว?

สาเหตุหลักคืออัตราการตกผลึกของ PLA ช้าและความตกผลึกของผลิตภัณฑ์ต่ำในกระบวนการแปรรูปและการขึ้นรูปทั่วไปในแง่ของโครงสร้างทางเคมี สายโซ่โมเลกุลของ PLA มี -CH3 บนอะตอมคาร์บอนไครัล ซึ่งมีโครงสร้างเป็นเกลียวทั่วไปและมีกิจกรรมต่ำของส่วนของโซ่ความสามารถในการตกผลึกของวัสดุโพลีเมอร์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับกิจกรรมของสายโซ่โมเลกุลและความสามารถในการสร้างนิวเคลียสในกระบวนการหล่อเย็นของการขึ้นรูปทั่วไป หน้าต่างอุณหภูมิที่เหมาะสำหรับการตกผลึกมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นความเป็นผลึกของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะมีน้อยและอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนต่ำ

การปรับเปลี่ยนนิวเคลียสเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มความเป็นผลึกของ PLA เร่งอัตราการตกผลึก ปรับปรุงคุณสมบัติการตกผลึก และเพิ่มความต้านทานความร้อนของ PLAดังนั้นการดัดแปลงวัสดุ PLA เช่น นิวเคลียส การรักษาความร้อน และการเชื่อมขวางจึงมีบทบาทสำคัญในการขยายขอบเขตการใช้งานของผลิตภัณฑ์ PLA โดยการเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อน และปรับปรุงความต้านทานความร้อน

สารนิวคลีเอตติ้งแบ่งออกเป็นสารอนินทรีย์นิวคลีเอตติ้งและสารนิวคลีเอตติ้งอินทรีย์สารสร้างนิวเคลียสอนินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยฟิลโลซิลิเกต ไฮดรอกซีอะพาไทต์และอนุพันธ์ของมัน วัสดุคาร์บอน และอนุภาคนาโนอนินทรีย์อื่นๆดินเหนียวเป็นวัสดุแร่ซิลิเกตชั้นอีกประเภทหนึ่งที่นิยมใช้ในการดัดแปลง PLA โดยมอนต์มอริลโลไนต์เป็นตัวแทนมากที่สุดสารนิวคลีเอตติ้งอินทรีย์หลัก ได้แก่ สารประกอบเอไมด์ บิซิลไฮดราไซด์และไบยูเรีย โมเลกุลขนาดเล็กของชีวมวล ฟอสฟอรัสออร์แกโนเมทัลลิก/ฟอสโฟเนต และโอลิโกซิลอกซีแบบโพลีฮีดรัล

การเติมสารเติมแต่งนิวเคลียสที่ซับซ้อนเพื่อปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนจะดีกว่าการเติมสารเติมแต่งเดี่ยวรูปแบบการย่อยสลายหลักของ PLA คือการไฮโดรไลซิสหลังจากการดูดความชื้น ดังนั้นจึงสามารถใช้วิธีการผสมแบบหลอมได้ โดยเติมน้ำมันไดเมทิลซิลิโคนที่เป็นสารเติมแต่งที่ไม่ชอบน้ำ เพื่อลดคุณสมบัติในการดูดความชื้น เติมสารเติมแต่งที่เป็นด่างเพื่อลดอัตราการย่อยสลายของ PLA โดยการเปลี่ยนค่า PH ของ PLA