Thermal performances and optical property of poly(L-lactic acid) under the influence of N,N’-dodecanedioic bis(3-phenylpropionic acid) dihydrazide as a crystallization promoter

• Autorzy: Yang Xiao-Yu , Zhao Li-Sha , Cai Yan-Hua , Zhao Jie , Wang Lin , Ma Xiao-Li

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2020.7.4

Warianty tytułu

PL

Wpływ dihydrazydu kwasu bis(3-fenylopropiono) N,N’-dodekanodiowego jako promotora krystalizacji na właściwości termiczne i optyczne poli(kwasu L-mlekowego)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Poly(L-lactic acid) (PLLA) as an important biodegradable polymer suffers from slow crystallization rate and poor heat resistance. An organic compound N,N’-dodecanedioic bis(3-phenylpropionic acid) dihydrazide (BHADD) was synthesized to evaluate its general influences on the physical properties of PLLA. The melt-crystallization process indicated that BHADD could serve as a heterogeneous nucleating agent for improving the crystallization of PLLA, and PLLA/1%BHADD exhibited the sharpest melt-crystallization peak located at the highest temperature, as well as an increase of cooling rate weakened the crystallization ability of BHADD-nucleated PLLA. And the final melting temperature also displayed the significant effect on the crystallization process of PLLA. For the cold-crystallization process, both BHADD concentration and heating rate affected the cold-crystallization behavior of PLLA/BHADD, the increasing of BHADD concentration caused the cold-crystallization peak to shift to the lower temperature; in contrast, a higher heating rate during heating leaded to the peak’s shift toward the higher temperature because of the thermal inertia. The melting behavior of PLLA/BHADD depended on the crystallization temperatures and heating rates, and the double melting peaks were attributed to the melting-recrystallization. Thermal decomposition experiment showed all PLLA/BHADD samples as the pure PLLA only exhibited one thermal decomposition stage, but PLLA/BHADD had a lower thermal stability than the pure PLLA. Additionally, the addition of BHADD seriously decreased the light transmittance of PLLA.

PL

Poli(kwas L-mlekowy) (PLLA) to ważny biodegradowalny polimer charakteryzujący się małą szybkością krystalizacji i słabą odpornością na ciepło. Dihydrazyd kwasu bis(3-fenylopropiono) N,N'-dodekanodiowego (BHADD) zsyntetyzowano w celu oceny jego wpływu na właściwości fizyczne PLLA. Przebieg procesu krystalizacji ze stopu świadczy o tym, że BHADD może służyć jako heterogeniczny środek zarodkujący zwiększający szybkość krystalizacji PLLA. Mieszanina PLLA/1% mas. BHADD wykazywała najostrzejszy pik krystalizacji ze stopu zlokalizowany w zakresie najwyższej temperatury, a jednocześnie większą szybkość chłodzenia osłabiającą zdolność krystalizacji PLLA zarodkowanej BHADD. Również końcowa temperatura topnienia w istotnym stopniu wpływała na proces krystalizacji PLLA. W procesie krystalizacji na zimno zarówno stężenie BHADD, jak i szybkość ogrzewania oddziaływały na zachowanie PLLA/BHADD podczas krystalizacji, zwiększenie stężenia BHADD powodowało przesunięcie piku krystalizacji na zimno w kierunku niższej temperatury, natomiast większa szybkość ogrzewania prowadziła do, spowodowanego bezwładnością cieplną, przesunięcia piku krystalizacji na zimno w kierunku wyższej temperatury. Zachowanie PLLA/BHADD podczas topnienia zależało od temperatury krystalizacji i szybkości ogrzewania, a drugi pik topnienia przypisano procesowi rekrystalizacji. Badany przebieg rozkładu termicznego świadczy, że wszystkie próbki PLLA/BHADD, tak jak czysty PLLA, wykazywały tylko jeden etap rozkładu termicznego, mieszanina PLLA/BHADD charakteryzowała się jednak mniejszą stabilnością termiczną niż czysty PLLA. Dodatek BHADD w znacznym stopniu zmniejszył przepuszczalność światła PLLA.

Słowa kluczowe

EN

poly(L-lactide); dodecanedioic acid dihydrazide; nucleating agent; crystallization

PL

poli(L-laktyd); dihydrazyd kwasu dodekanodiowego; środek zarodkujący; krystalizacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 65, nr 7-8
• Strony: 523--532
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Yang Xiao-Yu

• Inner Mongolia Vocational College of Chemical Engineering, Hohhot-010070, P.R. China

autor

Zhao Li-Sha

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

autor

Cai Yan-Hua

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

autor

Zhao Jie

• Petrochemical Testing Center, Chongqing Energy College, Chongqing-402260, P.R. China

autor

Wang Lin

• Petrochemical Testing Center, Chongqing Energy College, Chongqing-402260, P.R. China

autor

Ma Xiao-Li

• Inner Mongolia Vocational College of Chemical Engineering, Hohhot-010070, P.R. China

Bibliografia

• [1] He Y., Fan Z.Y., Hu Y.F. et al.: European Polymer Journal 2007, 43, 4431. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2007.07.007
• [2] Dobreva T., Perena J.M., Perez E. et al.: Polymer Composites 2010, 31, 974. https://doi.org/10.1002/pc.20882
• [3] Blümm E., Owen A.J.: Polymer 1995, 36 (21), 4077. https://doi.org/10.1016/0032-3861(95)90987-D
• [4] Gutierrez-Sanchez M., Escobar-Barrios V.A., Pozos-Guillen A., Escobar-Garcia D.M.: Materials Science & Engineering C: Materials for Biological Applications 2019, 96, 798. http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2018.12.003
• [5] Shebi A., Lisa S.: Carbohydrate Polymers 2018, 201, 39. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.08.012
• [6] Yao T.Y., Deng Z.C., Zhang K., Li S.M.: Composites Part B: Engineering 2019, 163, 393. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.01.025
• [7] Coppola B., Cappetti N., Di Maio L. et al.: Materials 2018, 11 (10), 1947. https://doi.org/10.3390/ma11101947
• [8] Gonzalez E.A.S., Olmos D., Lorente M.A. et al.: Polymers 2018, 10 (12), 1365 http://dx.doi.org/10.3390/polym10121365
• [9] Jiang Q., Pei X., Wu L.W. et al.: Advances in Polymer Technology 2018, 37 (8), 2971. https://doi.org/10.1002/adv.21968
• [10] Li S.Y., Guo S.L.: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2019, 178, 269. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2019.02.047
• [11] Zhao L.S., Cai Y.H.: Polymer Science, Series A 2018, 60 (6), 777. https://doi.org/10.1134/S0965545X18070088
• [12] Li Y., Han C.Y., Yu Y.C. et al.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2019, 135 (4), 2049. http://dx.doi.org/10.1007/s10973-018-7365-x
• [13] Cai Y.H.: E-Journal of Chemistry 2012, 9 (3), 1569. https://doi.org/10.1155/2012/570752
• [14] Wu T., Tong Y.R., Qiu F. et al.: Polymers for Advanced Technologies 2018, 29 (1), 41. https://doi.org/10.1002/pat.4087
• [15] Hwang J.J., Huang S.M., Liu H.J. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 124 (3), 2216. https://doi.org/10.1002/app.35254
• [16] Yan S.F., Yin J.B., Yang Y. et al.: Polymer 2007, 48 (6), 1688. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2007.01.037
• [17] Liang J.Z., Zhou L., Tang C.Y., Tsui C.P.: Composites Part B: Engineering 2013, 45 (1), 1646. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2012.09.086
• [18] Cai Y.H., Zhang Y.H., Zhao L.S.: Polimery 2015, 60, 95. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.095
• [19] Pan P.P., Liang Z.C., Cao A., Inoue Y.: ACS Applied Materials & Interfaces 2009, 1 (2), 402. http://dx.doi.org/10.1021/am800106f
• [20] Wang S.S., Han C.Y., Bian J.J. et al.: Polymer International 2011, 60 (2), 284. https://doi.org/10.1002/pi.2947
• [21] Li C.L., Dou Q.: Journal of Macromolecular Science, Part B Physics 2016, 55 (2), 128. https://doi.org/10.1080/00222348.2015.1125050
• [22] Cai Y.H., Tang Y., Zhao L.S.: Journal of Applied Polymer Science 2015, 132 (32), 42402. https://doi.org/10.1002/app.42402
• [23] Cai Y.H., Zhao L.S.: E-Polymers 2016, 16 (4), 303. https://doi.org/10.1515/epoly-2016-0052
• [24] Zou G.X., Jiao Q.W., Zhang X. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2015, 132 (5), 41367. https://doi.org/10.1002/app.41367
• [25] Fan Y.Q., Yan S.F., Yin J.B.: Journal of Applied Polymer Science 2019, 136 (7), 46851. https://doi.org/10.1002/app.46851
• [26] Souza D.H.S., Santoro P.V., Dias M.L.: Materials Research 2018, 21 (1), e20170352. https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2017-0352
• [27] Cai Y.H., Zhao L.S., Tian L.L.: Polymer Bulletin 2017, 74 (9), 3751. https://doi.org/10.1007/s00289-017-1923-4
• [28] Cai Y.H., Zhao L.S.: Emerging Materials Research 2018, 7 (3), 145. https://doi.org/10.1680/jemmr.18.00009
• [29] Fan Y.Q., Zhu J., Yan S.F. et al.: Polymer 2015, 67, 63. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2015.04.062
• [30] Kawamoto N., Sakai A., Horikoshi T. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 103 (1), 198. https://doi.org/10.1002/app.25109
• [31] Yasuniwa M., Satou T.: Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 2002, 40 (21), 2411. https://doi.org/10.1002/polb.10298
• [32] Li X.X., Yin J.B., Yu Z.Y. et al.: Polymer Composites 2009, 30,1338. https://doi.org/10.1002/pc.20721
• [33] Zhang C.M., Lan Q.F., Zhai T.L. et al.: Polymers 2018, 10, 1181. http://dx.doi.org/10.3390/polym10111181
• [34] Elsawy M.A., Saad G.R., Sayed A.M.: Polymer Engineering and Science 2016, 56 (9), 987. https://doi.org/10.1002/pen.24328

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).