Evaluation of the effect of N,N’-bis(1H-benzotriazole) dodecanedioic acid acethydrazide on poly(L-lactic acid)

• Autorzy: Zhang Y. H. , Zhao L.-S. , Cai Y.-H.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2016.773

Warianty tytułu

PL

Badania wpływu N,N'-bis(1H-benzotriazolo)acetohydrazydu kwasu dodekanodiowego na właściwości termiczne poli(kwasu L-mlekowego)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A serious disadvantage of poly(L-lactic acid) (PLLA) is its poor crystallization properties. In the present work, a novel type of organic nucleating agent – N,N’-bis(1H-benzotriazole) dodecanedioic acid acethydrazide (DA) – was synthesized and then applied in PLLA crystallization studies. The thermal performance, including non-isothermal crystallization, melting behavior, and thermal stability of the PLLA/DA blend, was evaluated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). In non-isothermal crystallization, DA exhibited excellent nucleating and accelerating effects for the crystallization of PLLA since the relevant characterization parameters, including the onset crystallization temperature, non-isothermal crystallization enthalpy, etc., increased. Besides, it was found that an increase in the adjusted final melting temperature in the range from 180 °C to 220 °C led to an enhancement of the PLLA crystallization. DSC measurements under different conditions showed that crystallization temperature, crystallization time, rate, and DA content could affect the melting behavior. According to TGA measurements, all PLLA/DA samples revealed a higher thermal decomposition temperature than neat PLLA. Most probably, the observed behavior results from a strong interaction between PLLA and DA.

PL

Poważną wadą poli(kwasu L-mlekowego) (PLLA) w licznych zastosowaniach jest jego mała zdolność do krystalizacji. W niniejszej pracy otrzymano N,N'-bis(1H-benzotriazolo)acetohydrazyd kwasu dodekanodiowego (DA), a następnie zastosowano go do modyfikacji PLLA. Metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) oraz analizy termograwimetrycznej (TGA) badano przebieg nieizotermicznej krystalizacji, temperaturę topnienia i temperaturę krystalizacji oraz stabilność termiczną kompozytów PLLA/DA z udziałem różnej ilości DA (0,5–3,0 % mas.). Na podstawie oznaczanych: temperatury początku krystalizacji oraz entalpii topnienia w procesie nieizotermicznej krystalizacji otrzymywanych kompozytów stwierdzono wyjątkowy nukleujący i przyspieszający krystalizację PLLA wpływ dodatku DA. Zwiększenie końcowej temperatury topnienia do wartości z przedziału 180–220 °C poprawiło zdolność PLLA do krystalizacji. Metodą pomiarów DSC wykonanych w różnych warunkach wykazano, że temperatura krystalizacji, czas krystalizacji, jej szybkość oraz zawartość dodatku DA w kompozycie wpływa na przebieg procesu jego topnienia. Na podstawie badań TGA stwierdzono, że wszystkie otrzymane próbki PLLA/DA wykazują większą odporność termiczną niż czysty PLLA – ulegają rozkładowi termicznemu w wyższej temperaturze, co prawdopodobnie wynika zsilniejszych oddziaływań pomiędzy makrocząsteczkami PLLA i DA.

Słowa kluczowe

EN

poly(L-lactic acid); crystallization; melting behavior; thermal stability; 1H-benzotriazole

PL

poli(kwas L-mlekowy); krystalizacja; proces topnienia; stabilność termiczna; 1H-benzotriazol

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 61, nr 11-12
• Strony: 773--779
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys.

Twórcy

autor

Zhang Y. H.

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

autor

Zhao L.-S.

• Chongqing University of Arts and Sciences, School of Materials and Chemical Engineering, Chongqing-402160, P.R. China

autor

Cai Y.-H.

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

Bibliografia

• [1] Xiao H.Q., Guo D., Bao J.J.: Journal of Applied Polymer Science 2015, 132, 41 454. http://dx.doi.org/10.1002/app.41454
• [2] 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
• [3] Postiglione G., Natale G., Griffini G. et al.: Composites Part A – Applied Science and Manufacturing 2015, 76, 110. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.05.014
• [4] Matsuno H., Matsuyama R., Yamamoto A., Tanaka K.: Polymer Journal 2015, 47, 505. http://dx.doi.org/10.1038/pj.2015.30
• [5] 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
• [6] Shi X.T., Zhang G.C., Phuong T.V., Lazzeri A.: Molecules 2015, 20, 1579. http://dx.doi.org/10.3390/molecules20011579
• [7] Li X.X., Yin J.B., Yu Z.Y. et al.: Polymer Composites 2009, 30 (9), 1338. http://dx.doi.org/10.1002/pc.20721
• [8] Li Y.H., Chen C.H., Li J., Sun X.Z.S.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 124, 2968. http://dx.doi.org/10.1002/app.35326
• [9] 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
• [10] 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
• [11] Su Z.Z., Li Q.Y., Liu Y.J. et al.: Polymer Engineering and Science 2010, 50, 1658. http://dx.doi.org/10.1002/pen.21621
• [12] Valapa R., Hussain S., Iyer P.K. et al.: Journal of Polymer Research 2015, 22, 175. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-015-0823-2
• [13] Cai Y.H., Zhang Y.H., Zhao L.S.: Polimery 2015, 60, 95. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.095
• [14] Liao R.G., Yang B., Yu W., Zhou C.X.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 104, 310. http://dx.doi.org/10.1002/app.25733
• [15] Cai Y.H., Xie Y.C., Zhao L.S.: Journal of Functional Materials 2015, 46, 12 057.
• [16] Wang S.S., Han C.Y., Bian J.J. et al.: Polymer International 2011, 60, 284. http://dx.doi.org/10.1002/pi.2947
• [17] Pan P.J., Liang Z.C., Cao A., Inoue Y.: ACS Applied Materials and Interfaces 2009, 1 (2), 402. http://dx.doi.org/10.1021/am800106f
• [18] Naffakh M., Marco C.: Journal of Materials Science 2015, 50, 6066. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-015-9156-0
• [19] 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
• [20] Qi Z.F., Yang Y., Xiong Z. et al.: Journal of Applied Polymer Science 2015, 132, 42 028. http://dx.doi.org/10.1002/app.42028
• [21] Xing Q., Li R.B., Dong X. et al.: Macromolecular Chemistry and Physics 2015, 216, 1134. http://dx.doi.org/10.1002/macp.201500002
• [22] Carbone M.J., Vanhalle M., Goderis B., Van Puyvelde P.: Journal of Polymer Engineering 2015, 35, 169. http://dx.doi.org/10.1515/polyeng-2014-0175
• [23] Lai W.C., Liao J.P.: Materials Chemistry and Physics 2013, 139, 161. http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2013.01.014
• [24] Xu Y.T., Wu L.B.: European Polymer Journal 2013, 49, 865. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2012.12.015
• [25] 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
• [26] 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
• [27] Weng M.T., Qiu Z.B.: Thermochimica Acta 2014, 577, 41. http://dx.doi.org/10.1016/j.tca.2013.12.011
• [28] 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
• [29] Huang S.M., Hwang J.J., Liu H.J., Lin L.H.: Journal of Applied Polymer Science 2010, 117, 434. http://dx.doi.org/10.1002/app.31966
• [30] Song J.: Sichuan Chemical Industry 1994, 2, 38 (in Chinese).
• [31] Nofar M., Ameli A., Park C.B.: Polymer 2015, 69, 83. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2015.05.048
• [32] Tang Z.B., Zhang C.Z., Liu X.Q., Zhu J.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 125, 1108. http://dx.doi.org/10.1002/app.34799
• [33] 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
• [34] Zhao L.S., Cai Y.H., Ren L.P.: Asian Journal of Chemistry 2014, 26, 1186.
• [35] Cai Y.H., Zhao L.S.: Polimery 2015, 60, 693. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.693.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).