Crystallization and melting behavior of poly(L-lactic acid) modified with salicyloyl hydrazide derivative

• Autorzy: Cai Y.-H. , Tian L. , Tang Y.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2017.734

Warianty tytułu

PL

Krystalizacja i topnienie poli(kwasu L-mlekowego) modyfikowanego salicyloilową pochodną hydrazydu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work evaluated the influence of a novel organic nucleating agent, salicyloyl hydrazide derivative (BS), on the crystallization and melting behavior of poly(L-lactic acid) (PLLA). Differential scanning calorimetry revealed that the incorporation of BS (0.2 to 3 wt %) significantly promoted the crystallization of PLLA on cooling at 1 °C/min. At BS content of 1.5 wt % in PLLA matrix, the highest effectiveness of crystallization process was observed, this result was further demonstrated by X-ray diffraction analysis of non-isothermal crystallization behavior at different cooling rate and measurements after isothermal crystallization. X-ray diffraction studies showed also that the addition of BS did not change the crystalline structure of PLLA. Based on the effect of the predetermined melting temperature on the crystallization behavior of PLLA/BS, the optimum process temperature of 190 °C was found. The comparative study on the melting behavior of PLLA/BS composite under different conditions (cooling rate, melting temperature) also confirmed the ability of BS to promote the nucleation of PLLA crystallization. The crystallization of PLLA/BS composite depends on the concentration of BS additive, crystallization temperature and time as well as heating rate.

PL

Badano wpływ nowego organicznego czynnika nukleującego, salicyloilowej pochodnej hydrazydu (BS), na krystalizację i topnienie poli(kwasu L-mlekowego) (PLLA). Na podstawie badań metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej stwierdzono, że wprowadzenie dodatku BS (0,2–3,0 % mas.) wyraźnie promuje krystalizację PLLA w warunkach chłodzenia z szybkością 1 °C/min. Zawartość 1,5 % mas. BS w osnowie PLLA przyczyniała się do zwiększenia efektywności procesu krystalizacji, co potwierdziły wyniki badań metodą dyfrakcji rentgenowskiej krystalizacji nieizotermicznej w warunkach zmiennej szybkości chłodzenia oraz krystalizacji izotermicznej. Ponadto badania te wykazały, że dodatek BS do PLLA nie zmienia struktury krystalicznej poli(kwasu L-mlekowego). Na podstawie wpływu ustalonych warunków topnienia na przebieg krystalizacji PLLA/BS stwierdzono też, że optymalna temperatura tego procesu wynosi 190 °C. Badania porównawcze topnienia kompozytu PLLA/BS w różnych warunkach (szybkości chłodzenia, temperatury topnienia) również wskazują na zdolność BS do zarodkowania krystalizacji PLLA. Stwierdzono, że krystalizacja kompozytu PLLA/BS zależy od stężenia dodatku BS, temperatury krystalizacji, czasu krystalizacji i szybkości ogrzewania próbki.

Słowa kluczowe

EN

poly(L-lactic acid); salicyloyl hydrazide derivatives; crystallization; melting; nucleation

PL

poli(kwas L-mlekowy); salicyloilowe pochodne hydrazydu; krystalizacja; topnienie; enukleacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 62, nr 10
• Strony: 734--742
• Opis fizyczny: Bibliogr. 48 poz., rys.

Twórcy

autor

Cai Y.-H.

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

autor

Tian L.

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

autor

Tang Y.

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

Bibliografia

• [1] Nagarajan V., Mohanty A.K., Misra M.: Journal of Applied Polymer Science 2016, 133, 43 673. http://dx.doi.org/10.1002/app.43673
• [2] Wang J.Y., Bai J., Zhang Y.Q. et al.: Scientific Reports 2016, 6, 26 560. http://dx.doi.org/10.1038/srep26560
• [3] Lizundia E., Fortunati E., Dominici F. et al.: Carbohydrate Polymers 2016, 142, 105. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.01.041
• [4] Luo B.H., Wang S.Q., Rao R. et al.: Nanoscale Research Letters 2016, 11, 227. http://dx.doi.org/10.1186/s11671-016-1421-x
• [5] Kathuria A., Abiad M.G., Auras R.: Polymer 2013, 54, 6979. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2013.11.005
• [6] Kuang T.R., Chang L.Q., Chen F. et al.: Carbon 2016, 105, 305. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2016.04.052
• [7] Lou T., Wang X.J., Yan X. et al.: Materials Science & Engineering C – Materials for Biological Applications 2016, 64, 341. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2016.03.107
• [8] Jalali A., Huneault M.A., Eikoun S.: Journal of Materials Science 2016, 51, 7768. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-016-0059-5
• [9] Fan Y.Q., Yu Z.Y., Cai Y.H. et al.: Polymer International 2013, 62, 647. http://dx.doi.org/10.1002/pi.4342
• [10] Cai Y.H., Yan S.F., Yin J.B. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2011, 121, 1408. http://dx.doi.org/10.1002/app.33633
• [11] Fan Y.Q., Zhu J., Yan S.F. et al.: Polymer 2015, 67, 63. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2015.04.062
• [12] Kesenci K., Fambri L., Migliaresi C. et al.: Journal of Biomaterials Science – Polymer Edition 2000, 11, 617. http://dx.doi.org/10.1163/156856200743904
• [13] Wen L.A., Xin Z.: Chinese Journal of Chemical Engineering 2010, 18, 899. http://dx.doi.org/10.1016/S1004-9541(09)60145-2
• [14] Qiu Z.B., Li Z.S.: Industrial & Engineering Chemistry Research 2011, 50, 12 299. http://dx.doi.org/10.1021/ie2019596
• [15] Shi Y.Y., Shao L.N., Yang J.H. et al.: Polymers for Advanced Technologies 2013, 24, 42. http://dx.doi.org/10.1002/pat.3047
• [16] Sun Z.Q., Zhang H., Pang X. et al.: Chemical Research in Chinese Universities 2014, 30, 333. http://dx.doi.org/10.1007/s40242-013-3275-4
• [17] Xue B., Guo D., Bao J.J.: Journal of Polymer Engineering 2016, 36, 381. http://dx.doi.org/10.1515/polyeng-2015-0298
• [18] Li H.B., Huneault M.A.: Polymer 2007, 48, 6855. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2007.09.020
• [19] Nam P.H., Ninomiya N., Fujimori A. et al.: Polymer Engineering and Science 2006, 46, 39. http://dx.doi.org/10.1002/pen.20436
• [20] Ray S.S., Yamada K., Ogami A. et al.: Macromolecular Rapid Communications 2002, 23, 943. http://dx.doi.org/10.1002/1521-3927(200211)23:16<943::AID-MARC943>3.0.CO;2-F
• [21] Han L.J., Han C.Y., Bian J.J. et al.: Polymer Engineering and Science 2012, 52, 1474. http://dx.doi.org/10.1002/pen.23095
• [22] Li Y.H., Chen C.H., Li J. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 124, 2968. http://dx.doi.org/10.1002/app.35326
• [23] Kim S.Y., Shin K.S., Lee S.H. et al.: Fibers and Polymer 2010, 11, 1018. http://dx.doi.org/10.1007/s12221-010-1018-4
• [24] Chen L., Pang X.J., Yu G.S. et al.: Composites Science and Technology 2013, 74, 160. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2012.11.007
• [25] Naffakh M., Marco C.: Journal of Materials Science 2015, 50, 6066. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-015-9156-0
• [26] Han L.L., Pan P.J., Shan G.R. et al.: Polymer 2015, 63, 144. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2015.02.053
• [27] Li C.L., Dou Q., Bai Z.F. et al.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2015, 122, 407. http://dx.doi.org/10.1007/s10973-015-4677-y
• [28] Zhao Y., Liu B., You C. et al.: Materials and Design 2016, 89, 573. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2015.09.157
• [29] Xu Y.T., Wu L.B.: European Polymer Journal 2013, 49, 865. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2012.12.015
• [30] Bai H.W., Huang C.M., Xiu H. et al.: Polymer 2014, 55, 6924. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2014.10.059
• [31] Zou G.X., Jiao Q.W., Zhang X. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2015, 132, 41 367. http://dx.doi.org/10.1002/app.41367
• [32] Fernandez M.D., Fernandez M.J., Cobos M.: Journal of Materials Science 2016, 51, 3628. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-015-9686-5
• [33] Cai Y.H., Tang Y., Zhao L.S.: Journal of Applied Polymer Science 2015, 132, 42 402. http://dx.doi.org/10.1002/app.42402
• [34] Cai Y.H., Zhao L.S., Zhang Y.H.: Journal of Polymer Research 2015, 22, 246. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-015-0887-z
• [35] Cai Y.H., Zhang Y.H.: Advances in Materials Science and Engineering 2014, 2014, 843 564. http://dx.doi.org/10.1155/2014/843564
• [36] Zhang R., Wang Y.M., Wang K.J. et al.: Polymer Bulletin 2013, 70, 195. http://dx.doi.org/10.1007/s00289-012-0814-y
• [37] Ma P.M., Xu Y.S., Wang D.W. et al.: Industrial & Engineering Chemistry Research 2014, 53, 12 888. http://dx.doi.org/10.1021/ie502211j
• [38] He D.R., Wang Y.M., Shao C.G. et al.: Polymer Testing 2013, 32, 1088. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2013.06.005
• [39] Liu Y.F., Wang L., He Y. et al.: Polymer International 2010, 59, 1616. http://dx.doi.org/10.1002/pi.2894
• [40] Su Z.Z., Guo W.H., Liu Y.J. et al.: Polymer Bulletin 2009, 62, 629. http://dx.doi.org/10.1007/s00289-009-0047-x
• [41] Chen H.M., Zhang W.B., Du X.C. et al.: Thermochimica Acta 2013, 566, 57. http://dx.doi.org/10.1016/j.tca.2013.05.018
• [42] Song J.: Sichuan Chemical Industry 1994, S2, 38, (in Chinese).
• [43] Li Y.L., Wang Y., Liu L. et al.: Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 2009, 47, 326. http://dx.doi.org/10.1002/polb.21645
• [44] Hergeth W.D., Lebek W., Stettin E. et al.: Die Makromolekulare Chemie 1992, 193, 1607.
• [45] Cai Y.H.: South African Journal of Chemistry – Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Chemie 2011, 64, 115.
• [46] Shi Q.F., Mou H.Y., Gao L. et al.: Journal of Polymers and the Environment 2010, 18, 567. http://dx.doi.org/10.1007/s10924-010-0252-6
• [47] Su Z.Z., Li Q.Y., Liu Y.J. et al.: Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 2009, 47, 1971. http://dx.doi.org/10.1002/polb.21790
• [48] Huang J.W., Hung Y.C., Wen Y.L. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2009, 112, 3149. http://dx.doi.org/10.1002/app.29699