One of the problems concerning carbon nanotube (CNT)/thermoplastic polyester composites, prepared by in situ synthesis, is usually a lower molecular weight of the polymer matrix when compared to a homopolymer polymerized in the same conditions. It results in lower elongation at break/mechanical strength of the polymer, which may diminish the reinforcing effect coming from polymer/CNT interactions in the composite. Extension of the reaction time brings, in turn, problems with extruding the melted composite from the reactor due to its high viscosity and in consequence material waste. The objective of this study was to evaluate the efficiency of the solid-state polycondensation process (SSP), which is commonly applied to thermoplastic polyesters on an industrial scale, as regards poly(ethylene terephthalate) (PET) filled with single-walled (SWCNT) or multi-walled (MWCNT) carbon nanotubes. The experiments were carried out using a laboratory-made vacuum SSP set-up. The presented results prove the relatively high efficiency of the process, however, the material geometry seems to be a key factor. The best results were achieved for samples with the smallest thickness. Moreover the presence of nanoparticles in the polymer does not prevent or hinder further polymerization in the solid, and the reaction effectiveness is even higher in CNT composites when compared to an unfilled polymer.
PL
Jednym z problemów w pracach badawczych nad wytwarzaniem kompozytów poliestrowych z udziałem nanorurek węglowych (CNT) metodą syntezy in situ jest trudność w uzyskaniu odpowiedniej masy cząsteczkowej osnowy polimerowej w porównaniu z masą poliestru syntezowanego w tych samych warunkach, lecz bez udziału nanonapełniaczy. Może to niwelować spodziewany efekt wzmocnienia, wynikający z oddziaływań polimer-nanonapełniacz. Wydłużenie zaś syntezy kompozytu wiąże się z trudnościami z wytłoczeniem materiału z reaktora na skutek jego dużej lepkości i stratami materiału. Celem prezentowanych badań było zbadanie efektywności procesu polimeryzacji w stanie stałym (SSP), jaki stosuje się w warunkach przemysłowych m.in. do termoplastycznych poliestrów, w zastosowaniu do kompozytów poli(tereftalanu etylenu) z udziałem jedno- i wielościennych nanorurek węglowych. Eksperymenty prowadzono na próbkach o różnej geometrii, tj. granulacie, elementach wyprasek oraz cienkich foliach. Wyniki badań w skali laboratoryjnej wskazują na stosunkowo wysoką efektywność dopolikondensowania, przy czym zarówno w przypadku homopolimeru, jak i kompozytów największy przyrost mas cząsteczkowych uzyskano dla materiałów w postaci folii. Ponadto potwierdzono, iż obecność nanostruktur nie tylko nie stanowi ograniczenia dla reakcji polimeryzacji w stanie stałym, ale również efektywność procesu w przypadku kompozytów jest większa niż dla polimeru bez udziału CNT.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Solid-state polycondensation (SSP) is a competitive method of semicrystalline polymers synthesis to conventional melt polycondensation process. The molecular weight of polymers obtained according to this method is exceptionally high and the process can be carried out under milder conditions than those of the melt state. In this method the side reactions are suppressed, especially those leading to the polymer degradation. In this paper, which is a continuation of our previous publication, application of the SSP method to obtain high molecular weight poly(lactic acid) (PLA) and poly(glycolic acid) (PGA) — polymers of high importance for medicine and environmental protection — is presented and discussed. The two-phase model according to which polycondensation proceeds in the amorphous regions, and the apparatus usually used in this process are also described.
PL
Polikondensacja w stanie stałym (ang. solid-state polycondensation, SSP) jest konkurencyjną metodą syntezy polimerów semikrystalicznych w stosunku do tradycyjnej polikondensacji prowadzonej w stopie. Za jej pomocą można otrzymywać polimery o dużym ciężarze cząsteczkowym w łagodniejszych warunkach w stosunku do metody w stopie, co skutkuje ograniczeniem reakcji ubocznych prowadzących do degradacji polimeru. W niniejszej pracy omówiono otrzymywanie metodą SSP wielkocząsteczkowego poli(kwasu mlekowego) (PLA) oraz poli(kwasu glikolowego) (PGA) — polimerów o rosnącym znaczeniu w kontekście ochrony środowiska naturalnego i zastosowań w medycynie. Polikondensacja w stanie stałym zachodzi według modelu dwufazowego. Reakcja między grupami końcowymi łańcuchów zachodzi w fazie amorficznej częściowo krystalicznego polimeru, a powstające produkty uboczne są usuwane z fazy amorficznej dzięki zastosowaniu przepływu gazu obojętnego lub obniżonego ciśnienia. Opisano również aparaturę jaka jest najczęściej wykorzystywana w tym procesie.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.