Wpływ nanonapełniacza polimerowego o budowie „rdzeń-otoczka” na strukturę oraz właściwości mieszaniny polilaktydu i termoplastycznej skrobi kukurydzianej

• Autorzy: Jeziórska R. , Szadkowska A. , Świerz-Motysia B. , Kozakiewicz J.

Warianty tytułu

EN

Effect of "core-shell” polymeric nanofiller on the structure and properties of polylactide and thermoplastic corn starch blend

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ kompatybilizatora oraz nanonapełniacza polimerowego o budowie „rdzeń-otoczka” (DASI) na właściwości mieszanin polilaktydu (PLA) i termoplastycznej skrobi kukurydzianej (TPS). W charakterze kompatybilizatora stosowano maleinowany polilaktyd (MPLA). Proces wytwarzania termoplastycznej skrobi kukurydzianej, kompatybilizatora, mieszanin PLA/TPS o zawartości 30 % mas. skrobi i nanokompozytów PLA/MPLA/TPS/DASI o zawartości 3, 6 lub 9 % mas. nanonapełniacza, prowadzono w dwuślimakowej wytłaczarce współbieżnej. Strukturę otrzymanych materiałów oceniano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Zbadano właściwości mechaniczne przy statycznym bądź dynamicznym rozciąganiu i zginaniu, a także właściwości barierowe wobec tlenu. Największą udarnością i wydłużeniem względnym przy zerwaniu oraz najmniejszym modułem sprężystości przy rozciąganiu i zginaniu charakteryzowały się kompozyty z udziałem 9 % mas. nanonapełniacza, natomiast najlepsze właściwości barierowe wykazywały kompozyty z udziałem 6 % mas. napełniacza.

EN

The influence of "core-shell” polymeric nanofiller (DASI) and compatibilizer (maleated polylactide —MPLA) on the structure, mechanical and barrier properties of polylactide and thermoplastic starch blend was investigated. All materials were compounded in a co-rotating twin-screw extruder and then injection molded. The composites were characterized with SEM (Figs. 1—3), DSC (Fig. 4) and DMTA (Fig. 5) methods. Tensile and flexural mechanical and barrier properties were also determined. The addition of DASI in the presence of maleated PLA improves adhesion between the PLA and TPS. It was found out, that contents of DASI particles have great impact on nanocomposites properties. Melting temperature and crystallinity were found to decrease by adding TPS as well as DASI (Table 1). PLA/MPLA/TPS/DASI nanocomoposites showed significantly lower stiffness due to lower storage modulus than pure PLA. However, G' slightly increases as a function of nanofiller (Table 2). Moreover, dynamic mechanical thermal analysis demonstrated that relaxation temperatures (Ta, Tb, Tg) of PLA/MPLA/TPS/DASI nanocomposites decreased (Tables 3, 4). The gradual enhancement in impact, tensile and flexural strengths of PLA/TPS blend containing MPLA was observed (Table 5). The addition of DASI nanoparticles to the PLA/MPLA/TPS blend increased impact strength and elongation at break and decreased tensile and flexural modulus simultaneously (Table 6). The improved barrier properties of nanocomposites containing TPS can also be mentioned as a positive effect (Table 7).

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyty; polilaktyd; termoplastyczna skrobia; nanonapełniacz o budowie „rdzeń-otoczka”

EN

nanocomposites; polylactide; thermoplastic starch; "core-shell” nanofiller

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 57, nr 5
• Strony: 354--363
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz.

Twórcy

autor

Jeziórska R.

autor

Szadkowska A.

autor

Świerz-Motysia B.

autor

Kozakiewicz J.

• Instytut Chemii Przemysłowej, Zakład Technologii i Przetwórstwa Polimerów, ul. Rydygiera 8, 01-793Warszawa.,

Bibliografia

• 1. Duda A.: Przem. Chem. 2003, 82, 905.
• 2. Ju L., Dean K. i in.: Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 56.
• 3. Ray S. S., Okamoto M.: Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 1539.
• 4. Ray S. S., Bousmina M.: Prog. Mater. Sci. 2005, 50, 962.
• 5. Świerz-Motysia B., Jeziórska R., Szadkowska A., Piotrowska M.: Polimery 2011, 56, 271.
• 6. Pluta M.: Polymer 2004, 45, 8239.
• 7. Ray S. S., Yamada K. i in.: Polymer 2003, 44, 6633.
• 8. Nam J. Y, Ray S. S., Okamoto M.: Macromolecules 2003, 36, 7126.
• 9. Solarski S., Ferreira M, Devaux E.: Polym. Degrad. Stab. 2008, 93, 707.
• 10. Żenkiewicz M., Richert J.: Przem. Chem. 2008, 87, 864.
• 11. Fukushima K., Abbate C. i in.: Polym. Degrad. Stab. 2009, 94, 1646.
• 12. Wu C. S., Liao H. T.: Polymer 2007, 48, 4449.
• 13. Song W., Zheng Z. i in.: Polymer 2007, 48, 3658.
• 14. Kuan C-F., Kuan H-C. i in.: J. Phys. Chem.Solid. 2008, 69, (1), 1395.
• 15. Xu X. L., Chen X. S. i in.: Eur. Polym J. 2007, 43, 3187.
• 16. Petersson L., Oksman K.: Compos. Sci. Technol. 2006,66, 2187.
• 17. Ray S. S.,Yamada K. i in.: Polymer 2003, 44, 857.
• 18. Krikorian V., Pochan D.: Macromolecules 2004, 37, 6480.
• 19. Tallin C., Orroyh C. i in.: Polymer 2005, 46, 11716.
• 20. Żenkiewicz M., Richert J.: Polimery 2008, 53, 591.
• 21. Schlemmer D., Anielica R. S., Sales M. J. A.: Compos. Struct. 2010, 92, 2066.
• 22. Tang X., Alavi S. i in.: Carbohydr. Polym. 2008, 74, 552.
• 23. Bagdi K., Mulle P.: Compos. Interfaces 2006, 13, 1.
• 24. Zhong J., Lin G. i in.: Macromolecules 2002, 35, 4481.
• 25. Zhang J., Lou J. i in.: Polymer 2008, 49, 2381.
• 26. Kozakiewicz J., Kuczyñska H., Jesionowski T., Nowakowski R. i in.: Inż. Mater. 2007, 5, 863.
• 27. Zgłosz. pat. P-392 109 (2010).
• 28. Jeziórska R.: Int. Polym. Proc. 2007, 22, 122.
• 29. Pat. USA 3 898 300 (1987).
• 30. Pat. USA 5 223 586 (1993).
• 31. Zgłosz. pat. P- 386 832 (2008).
• 32. Zgłosz. pat. P- 392 423 (2010).
• 33. Świerz-Motysia B., Jeziórska R., Szadkowska A.: Czasopismo Techn. 2009, 106 (3), 337.
• 34. Wunderlich B.: „Macromolecular Physics”, Tom I, Academic Press INC, Nowy Jork–Londyn 1973, str. 401—404.
• 35. Riga A., Hang J.: J. Therm. Anal. Calorim. 2004, 75, 257.
• 36. Poutanten K., Forssell P.: Trends Polym. Sci. 1996, 4, 128.
• 37. Wilpiszewska K., Spychaj T.: Polimery 2006, 51, 327.