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
BiomaxStrong (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
BiomaxStrong (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.