Großer Durchbruch in der Modifizierungstechnologie von biologisch abbaubaren Polymilchsäurematerialien

Polymilchsäure (PLA) -Material ist eine neue Art von biobasiertem Kunststoff, der erst in den letzten Jahren entwickelt wurde. Es ist bei Raumtemperatur ein hartes und sprödes transparentes Material mit schlechter Schlagfestigkeit und Flexibilität, was die breite Anwendung von PLA stark einschränkt .

Die Verwendung herkömmlicher erdölbasierter Polymere zur Härtung von PLA führt dazu, dass die Mischung ihre Erneuerbarkeit aus Quellen und die Abbaubarkeit des Produkts verliert. Daher ist es entscheidend, einen biobasierten PLA-Härter zu entwickeln, der mit der Wirkung von erdölbasiertem Härter vergleichbar ist.

Design ändern

1. Organisches Zirkoniumphosphat (OZrP) wurde unter Verwendung von Methylamin (MA) und dann Octadecyltrimethylammoniumchlorid (Octadecyltrimethylammoniumchlorid) hergestellt, um das vorinterkalierte Produkt organisch zu modifizieren. Der Schichtabstand von Zirkoniumphosphat wurde von 0,76 nm auf 3,77 nm erweitert.

2. Nanokomposite aus organischem Zirkoniumphosphat/Polymilchsäure (OZrP/PLA) wurden durch Lösungsinterkalation mit OZrP als Verstärkungs- und Zähigkeitsmittel hergestellt.

Modifikationseffekt

1. Wenn die OZrP-Menge 3 beträgt, erreicht die Zugfestigkeit des Verbundstoffs das Maximum von 37,85 MPa;

2. Die Zugabe von OZrP verbesserte die thermische Alterung und thermische Stabilität von PLA-Verbundstoffen;

3. Der Abbau von PLA wurde beschleunigt und die Abbauleistung war besser als die des PLA-Substrats.

Modifiziertes Prinzip

1. Mechanische Eigenschaften

Zirkoniumphosphat kann mit guter Verträglichkeit in PLA dispergiert werden, und das organisch modifizierte Zirkoniumphosphat hat eine starke Wechselwirkung mit der umgebenden PLA-Molekülkette, was die Grenzflächenbindungskraft erhöht. Wenn die äußere Kraft ausgeübt wird, kann die Grenzflächenzone zwischen dem organisch modifizierten Zirkoniumphosphat und der PLA-Matrix die äußere Kraft wirksam auf das Füllmaterial übertragen, um so die Fähigkeit des Materials zu verbessern, Beschädigungen zu widerstehen.

2. Abbauleistung

1) In Lösungsumgebung

Denn PLA ist ein Polyester, wenn es in biologischen Medien abgebaut wird. Zuerst sind die kleinen Wassermoleküle an der Oberfläche und breiten sich dann unter der Einwirkung von Säure und Alkali im Medium in die Esterbindung oder hydrophile Gruppe aus, können einen Bruch der Esterbindung, Säure- und Alkalihydrolyse induzieren, und ZrP hat eine größere spezifische Oberfläche und Adsorptionskapazität, mehr Hydroxyl zwischen den Schichten, kann eine Menge adsorbierter Wassermoleküle sein, die eine heterogene PLA-Hydrolyse verursachen, die die Abbaurate von PLA beschleunigen kann.

2) In UV-Lichtumgebung

Da Zirkoniumphosphat eine Art Photokatalysator ist, kann die Zugabe von Zirkoniumphosphat die Absorption von UV-Licht im Verbundmaterial fördern und dann den Abbau von PLA in der UV-Umgebung beschleunigen.

3. thermische Stabilität und Wärmealterung

Zirkoniumphosphat ist gleichmäßig in PLA dispergiert. Zirkoniumphosphat verliert das Kristallwasser der Zwischenschicht, um einen Teil der Wärme abzuführen, und das nach der Dehydratisierung erzeugte Oxid wirkt als Barriere für PLA, wodurch die thermische Abbaurate von PLA verringert und die thermische Stabilität von PLA verbessert wird.