The influence of the injection moulding process on changes in selected physiochemical and mechanical properties of polyactide (PLA)

• Autorzy: Jałbrzykowski M. , Minarowski Ł. , Krucińska I. , Herczyńska L. , Markiewicz G.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amst-2018-0006

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametrów procesu wtryskiwania na właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne polilaktydu (PLA)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Purpose: The aim of this paper was to assess the influence of parameters of the injection moulding process on changes in selected physiochemical properties and performance of parts made from PLA. Materials/Methods: 6201D trade polylactide by NatureWorks was used for the tests. Before the tests, the plastic was dried according to the manufacturer’s recommendations, and then injected by means of a Borche BS60 injection moulding machine. The process of injection was carried out at excessively high or excessively low process parameters. The obtained samples were subjected to tensile testing; then, their physiochemical properties were assessed by means of DSC, TGA and GPC. Results: The obtained test results indicate that parameters of the injection moulding process have an impact on the characteristics of parts made from PTA, such as: tensile strength, molecular mass, the degree of crystallinity, and time of degradation. Conclusions: The influence of the parameters of the injection moulding process on the changes of, among others, molecular mass, the degree of crystallinity and mechanical properties of PLA were observed. The obtained research results show that there exists a relationship between the parameters of the injection moulding process and molecular mass, the degree of crystallinity, and mechanical properties of parts made from polylactide. Considering that a change in molecular mass has an impact on the rate of PLA degradation, it is possible to control time of degradation, through the control of parameters of the injection moulding process.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów procesu wtryskiwania na właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne wyrobów z PLA. W badaniach stosowano handlowy polilaktyd 6201D firmy NatureWorks. Materiał był suszony zgodnie z zaleceniami producenta. Proces wtryskiwania wykonano za pomocą wtryskarki Borche BS60. Zrealizowany był dla jego dopuszczalnych maksymalnych i minimalnych parametrów. Dla wytworzonego materiału określono właściwości mechaniczne w próbie statycznej rozciągania oraz właściwości fizyczne i chemiczne metodami DSC, TGA i GPC. Analiza uzyskanych wyników badań wskazuje na wpływ parametrów procesu wtryskiwania na: wytrzymałość na rozciąganie, masę cząsteczkową, stopień krystaliczności, temperaturę rozpadu. Ustalono stopień korelacji pomiędzy parametrami procesu wtryskiwania a masą cząsteczkową, stopniem krystalizacji oraz właściwościami mechanicznymi wyrobów. Stwierdzono, że zmiana masy cząsteczkowej ma wpływ na kinetykę rozpadu polilaktydu PLA. Istnieje więc możliwość kontrolowanego sterowania czasem rozpadu PLA, poprzez sterowanie parametrami procesu wtryskiwania.

Słowa kluczowe

EN

polylactide; functional properties; molecular mass; degree of crystallinity; decomposition time

PL

polilaktyd; właściwości użytkowe; masa cząsteczkowa; stopień krystaliczności; czas rozpadu

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 42, nr 1-4
• Strony: 67--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Jałbrzykowski M.

• Białystok University of Technology, Wiejska 45C, 15-351 Białystok

autor

Minarowski Ł.

• Medical University of Białystok, 1 Jana Kilińskiego Str., 15-089 Białystok

autor

Krucińska I.

• Łódź University of Technology, 116 Żeromskiego Str., 90-924 Łódź

autor

Herczyńska L.

• Łódź University of Technology, 116 Żeromskiego Str., 90-924 Łódź

autor

Markiewicz G.

• Białystok University of Technology, Wiejska 45C, 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] Z. FOLTYNOWICZ, P. JAKUBIAK: Poli(kwas mlekowy) – biodegradowalny polimer otrzymywany z surowców roślinnych. Polimery, 47(2002)11-12, 769.
• [2] S. POŁOWIŃSKI, R. JANTAS, J. SZUMILEWICZ, D. STAWSKI, L. HERCZYŃSKA, Z. DRACZYŃSKI: Modification of PLA fibres with bioacceptable hydrophilic polymers. Fibres & Textiles in Eastern Europe, 90(2012)1, 78-85.
• [3] E. MAZGAJCZYK, P. SZYMCZYK, E. CHLEBUS: Zastosowanie technologii Rep-Rap do wytwarzania funkcjonalnych struktur z PLA. Aktualne Problemy Biomechaniki, 8(2014), 109-114.
• [4] J. CHŁOPEK, A. MORAWSKA-CHOCHÓŁ, B. SZARANIEC, M. ZIĄBKA, M. El FRAY: Ocena wpływu warunków in vitro na właściwości mechaniczne polimerów resorbowalnych o różnym czasie resorpcji. Engineering of Biomaterials, (2008)81-84, 25-28.
• [5] M. JAŁBRZYKOWSKI, I. KRUCIŃSKA, J.R. DĄBROWSKI: Tests of selected mechanical properties of PLA-PLA type composites. Composites Theory Pract., (2016)2, 84-89.
• [6] J. REN: Biodegradable Poly(Lactic Acid): Synthesis, modification, processing and applications. Springer, Berlin 2010.
• [7] M. JAŁBRZYKOWSKI, S. OBIDZIŃSKI, Ł. MINAROWSKI: Wpływ wybranych parametrów procesu wtryskiwania na wytrzymałość na rozciąganie detali z polilaktydu starzonych w środowisku płynu Sorensena. Przemysł Chemiczny, 96(2017)9, 1869-1872.
• [8] G. PEREGO, G.D. CELLA, C. BASTIOLI: Effect of molecular weight and crystallinity on poly(lactic acid) mechanical properties. Journal of Applied Polymer Science, 59(1996)1, 37-43.
• [9] G. TÁBI, I.E. SAJÓ, F. SZABÓ: Crystalline structure of annealed polylactic acid and its relation to processing. eXPRESS Polymer Letters, 4(2010)10, 659-668.
• [10] B.D. RATNER, A.S. HOFFMAN, F.J. SCHOEN, J.E. LEMONS: Biomaterials science: An Introduction to materials in medicine. Academic Press, California 1996.
• [11] A. SOTERGARD, M. STOLT: Properties of lactic acid based polymers and their correlation with composition. Progress in Polymer Science, 27(2002), 1123-1163.
• [12] F. CARRASCO, J. GÁMEZ-PÉREZ, O.O. SANTANA, M.L. MASPICH, Processing of poly(lacticacid)/ organomontmorillonite nanocomposites: microstructure, thermal stability and kinetics of the thermal decomposition. Chemical Engineering Journal, 178(2011), 451-460.
• [13] R. Al-ITRY, K. LAMNAWAR, A. MAAZOUZ: Improvement of thermal stability, rheological and mechanical properties of PLA, PBAT and their blends by reactive extrusion with functionalized epoxy, Polymer Degradation and Stability, 97(2012), 1898-1914.
• [14] B. KRÓLIKOWSKI: Wpływ rozwiązania konstrukcyjnego ślimaków w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej na wybrane właściwości otrzymywanych mieszanin polimerowych. Cz. 2, Monografie – Politechnika Lubelska, Przetwórstwo Tworzyw polimerowych, aspekty technologiczne i nowe trendy, Lublin 2016, 9-33.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).