33_PLUTA Mirosław, MURARIU Marius , DECHIEF Anne – Laure ,…
Transkrypt
33_PLUTA Mirosław, MURARIU Marius , DECHIEF Anne – Laure ,…
1) 2) 2) 2) Mirosław PLUTA , Marius MURARIU , Anne – Laure DECHIEF , Leila BONNAUD , 1) 2) Andrzej GAŁĘSKI , Philippe DUBOIS 1) Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych, Polska Akademia Nauk, Sienkiewicza 112, 90-363 Łódź, Polska 2) Center of Innovation and Research in Materials & Polymers (CIRMAP), Laboratory of Polymeric and Composite Materials (LPCM), University of Mons & Materia Nova Research Center, Place du Parc 20, 7000 Mons, Belgium E-mail: [email protected] MODYFIKACJA KOMPOZYTÓW POLILAKTYDOWYCH Streszczenie. Badano strukturę i modyfikację właściwości fizycznych kompozytów z biodegradowalnej matrycy polilaktydowej (PLA) i bezwodnego siarczanu wapnia (CaSO4) otrzymanego z gipsu - produktu ubocznego w procesie wytwarzania kwasu mlekowego. Taki napełniacz wykazuje większą czystość chemiczną (cecha pozytywna), niŜ w przypadku pochodzenia mineralnego (dodatek zanieczyszczeń mineralnych przyspiesza degradację kompozytu). W zakresie niewielkich napełnień, do ok. 20 %wag CaSO4, obserwowano poprawę właściwości mechanicznych kompozytów (np. wzrost modułu Younga, udarności), natomiast ich pogorszenie przy większych napełnieniach. W celu podwyŜszenia wytrzymałości kompozytów PLA/CaSO4 przy większym udziale napełniacza (nawet do 50 %wag.) zastosowano komercyjny modyfikator BiomaxStrong (BS) (10 %wag.). Badania strukturalne (LM, SEM) wykazały, Ŝe modyfikator ulega jednorodnemu rozproszeniu w matrycy PLA (tworzy wtrącenia), a takŜe gromadzi się na powierzchni ziaren CaSO4. W wyniku uzyskano istotną modyfikację właściwości fizycznych kompozytów PLA/CaSO4/BS. Stwierdzono znaczny wzrost udarności takich kompozytów, podwyŜszenie ich stabilności termicznej (TGA) w porównaniu z nienapełnionym PLA. Zbadano takŜe właściwości lepkospręŜyste w szerokim zakresie temperatury oraz modyfikację procesów relaksacji mechanicznej (DMTA). W badaniach krystalizacji (DSC) stwierdzono nieznaczną aktywność nukleacyjną napełniacza i modyfikatora wobec PLA. MODIFICATION OF POLYLACTIDE COMPOSITES Summary. The structure and modification of the physical properties of composites of biodegradable polylactide (PLA) and calcium sulfate anhydrite (CaSO4) obtained from gypsum (as by-product of lactic acid fabrication process) has been investigated. Modyfikacja kompozytów ... 275 The filler used exhibit higher chemical purity (positive aspect) than that one from mineral origin (mineral impurities accelerates composite degradation). At low filler loading, up to 20 wt%, the improvement of mechanical properties of the composites has been observed (Young modulus, impact). At higher filler loading mechanical properties deteriorated. In order to enhance mechanical performance of the PLA/CaSO4 composites at higher filler content (even up to 50 wt%) commercial modifier BiomaxStrong (BS) (10 wt%) was used. Structural studies (LM, SEM) revealed that the modifier is well dispersed within PLA matrix (in the form of droplet-like inclusions) and that it is accumulated on grains of CaSO4. In result significant modification of the physical properties of the PLA/CaSO4/BS composites has been obtained. For example, a substantial increase of impact properties and increase of thermal stability (TGA) of these composites in comparison with unfilled PLA was revealed. Viscoelastic properties of the investigated systems and modification of relaxation processes have been analysed as well (DMTA). In investigations of crystallization behavior (DSC) some nucleating ability of CaSO4 and BS in PLA was found. Praca finansowana w części z krajowych środków budŜetowych na naukę w latach 2008-2011 oraz w części przez Galactic s.a., the Wallonia Region and European Community w ramach projektu INTERREG III: MABIOLAC a takŜe LPCM w UMH i Materia Nova w Mons-Hainaut, w Belgii.