The interaction of poly(L-lactic acid) and the nucleating agent N,N'-bis(benzoyl) suberic acid dihydrazide

• Autorzy: Cai Y.-H. , Zhao L.-S.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.693

Warianty tytułu

PL

Interakcje między poli(kwasem L-mlekowym) a czynnikiem zarodkującym —N,N'-bis(benzoilo)dihydrazydem kwasu suberynowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Since N,N'-bis(benzoyl) suberic acid dihydrazide [NA(S)] acts as a powerful nucleating agent for poly(L-lactic acid) (PLLA), it is necessary to study the nucleation mechanism of NA(S) in the crystallization of PLLA. The interaction between PLLA and NA(S) was investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA) and temperature-dependent Raman spectroscopy. The results from FT-IR and temperature-dependent Raman spectroscopy showed that a hydrogen bond between the C=O of PLLA and the N-H of NA(S) was formed. The TGA also indicated the existence of an intense interaction between PLLA and NA(S), resulting in the potent nucleation ability of NA(S) for PLLA. Molecular dynamics simulations (MDS) were employed to simulate the interaction of PLLA on the NA(S) surface. The simulation results further confirmed the hydrogen bond between PLLA and NA(S). The MDS study also analyzed the interaction energy between PLLA and NA(S). The MDS results can be used to select the proper nucleating agents and design novel organic nucleating agents.

PL

Zbadano mechanizm zarodkowania przy użyciu N,N'-bis(benzoilo)dihydrazydu kwasu suberynowego [NA(S)] w procesie krystalizacji poli(kwasu L-mlekowego) (PLLA). Interakcje między cząsteczkami PLLA i NA(S) oceniano na podstawie spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera, analizy termograwimetrycznej oraz widm Ramana, rejestrowanych w różnej temperaturze. Stwierdzono, że pomiędzy tlenem z grupy C=O w łańcuchu PLLA a wodorem z grupy N-H obecnej w NA(S) tworzą się wiązania wodorowe. Analiza TGA wykazała, że ww. intensywne interakcje są wynikiem dużej zdolności NA(S) do zarodkowania krystalizacji PLLA. Do zbadania oddziaływań na powierzchni NA(S) zastosowano także symulacje metodą dynamiki molekularnej (MDS), które potwierdziły występowanie wiązań wodorowych PLLA/NA(S). Metodą MDS określono też energię interakcji (technika MDS może być wykorzystana przy wyborze środka zarodkującego odpowiedniego dla danego układu).

Słowa kluczowe

EN

poly(L-lactic acid); nucleating agent; crystallization; nucleation mechanism; molecular dynamics simulation

PL

poli(kwas L-mlekowy); czynnik zarodkujący; krystalizacja; mechanizm zarodkowania; symulacja metodą dynamiki molekularnej

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 11-12
• Strony: 693--699
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Cai Y.-H.

• Chongqing Key Laboratory of Environmental Materials and Remediation Technologies, Chongqing University of Arts and Sciences, Yongchuan, Chongqing-402160, P. R. China
• School of Materials and Chemical Engineering, Chongqing University of Arts and Sciences, Yongchuan, Chongqing-402160, P. R. China

autor

Zhao L.-S.

• Chongqing Key Laboratory of Environmental Materials and Remediation Technologies, Chongqing University of Arts and Sciences, Yongchuan, Chongqing-402160, P. R. China
• School of Materials and Chemical Engineering, Chongqing University of Arts and Sciences, Yongchuan, Chongqing-402160, P. R. China

Bibliografia

• [1] Tuominen J., Kylma J., Kapanen A. et al.: Biomacromolecules 2002, 3, 445. http://dx.doi.org/10.1021/bm0101522
• [2] Viljanmaa M., Sodergard A., Tormala P.: International Journal of Adhesion and Adhesives 2002, 22, 219. http://dx.doi.org/10.1016/S0143-7496(01)00057-4
• [3] Viljanmaa M., Sodergard A., Tormala P.: International Journal of Adhesion and Adhesives 2002, 22, 447 http://dx.doi.org/10.1016/S0143-7496(02)00027-1
• [4] Viljanmaa M., Sodergard A., Tormala P.: Polymer Degradation and Stability 2002, 78, 269. http://dx.doi.org/10.1016/S0141-3910(02)00171-4
• [5] Guo W.J., Bao F.C., Wang Z.: China Wood Industry 2008, 22, 12.
• [6] China pat. CN101177523A (2008).
• [7] Makela P., Pohjonen T., Tormala P. et al.: Biomaterials 2002, 23, 2587. http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9612(01)00396-9
• [8] Keskin D.S., Tezcaner A., Korkusuz P. et al.: Biomaterials 2005, 26, 4023. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2004.09.063
• [9] Kawamoto N., Sakai A., Horikoshi T. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 103, 198. http://dx.doi.org/10.1002/app.25109
• [10] Ke T.Y., Sun X.Z.: Journal of Applied Polymer Science 2003, 89, 1203. http://dx.doi.org/10.1002/app.12162
• [11] Li X.X., Yin J.B., Yu Z.Y. et al.: Polymer Composites 2009, 30, 1338. http://dx.doi.org/10.1002/pc.20721
• [12] Pan P.J., Liang Z.C., Cao A., Inoue Y.: ACS Applied Materials and Interfaces 2009, 1, 402. http://dx.doi.org/10.1021/am800106f
• [13] Yan S.F., Yin J.B., Yang Y. et al.: Polymer 2007, 48, 1688. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2007.01.037
• [14] Liao R.G., Yang B., YuW., Zhou C.X.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 104, 310. http://dx.doi.org/10.1002/app.25733
• [15] Zhao Y.Y., Qiu Z.B., YangW.T.: Composites Science and Technology 2009, 69, 627. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.12.008
• [16] Harris A.M., Lee E.C.: Journal of Applied Polymer Science 2008, 107, 2246. http://dx.doi.org/10.1002/app.27261
• [17] Tachibana Y., Maeda T., Ito O. et al.: Polymer Degradation and Stability 2010, 95, 1321. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.02.007
• [18] Nakajima H., Takahashi M., Kimura Y.: Macromolecular Materials and Engineering 2010, 295, 460. http://dx.doi.org/10.1002/mame.200900353
• [19] Haubruge H.G., Daussin R., Jonas A.M., Legras R.: Macromolecules 2003, 36, 4452. http://dx.doi.org/10.1021/ma0341723
• [20] Cai Y.H., Yan S.F., Yin J.B., Fan Y.Q., Chen X.S.: Journal of Applied Polymer Science 2011, 121, 1408. http://dx.doi.org/10.1002/app.33633
• [21] Soldera A.: Polymer 2002, 43, 4269. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00240-9
• [22] Zhang H.P., Lu X., Leng Y. et al.: Acta Biomaterialia 2009, 5, 1169. http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2008.11.014
• [23] Kisin S., Vukic J.B., van der Varst P.G.T. et al.: Chemistry of Materials 2007, 19, 903. http://dx.doi.org/10.1021/cm0621702
• [24] Zhou S.B., Zheng X.T., Yu X.J. et al.: Chemistry of Materials 2007, 19, 247. http://dx.doi.org/10.1021/cm0619398
• [25] Kister G., Cassanas G., Vert M.: Polymer 1998, 39, 267. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(97)00229-2
• [26] Kister G., Cassanas G., Vert M. et al.: Journal Raman Spectroscopy 1995, 26, 307. http://dx.doi.org/10.1002/jrs.1250260409
• [27] Ouyang S.L., Zhou M., Cao B. et al.: Chemical Journal of Chinese Universities 2008, 29, 2055.
• [28] Liao Y.Z., Xin M.H., Li M.C.: Chemical Industry and Engineering Progress 2007, 26, 725.
• [29] Aleman C., Lotz B., Puiggali J.: Macromolecules 2001, 34, 4795. http://dx.doi.org/10.1021/ma001630o
• [30] Hoogsteen W., Postema A.R., Pennings A.J. et al.: Macromolecules 1990, 23, 634. http://dx.doi.org/10.1021/ma00204a041