Analiza mikroskopowa przyczyn kruchości kwasu polimlekowego

Makroskopowe właściwości materiałów są odzwierciedleniem ich mikroskopowej struktury. O kruchości kwasu polimlekowego (PLA) decydują jego właściwości molekularne i zagregowane, a dodatki powłokowe stanowią skuteczny kierunek jego modyfikacji.

Pierwsza „blokada”: „sztywne ciało” łańcucha molekularnego

Boczne grupy metylowe szkieletu molekularnego PLA zachowują się jak małe, twarde grudki regularnie związane z elastycznym łańcuchem molekularnym, co bezpośrednio prowadzi do dwóch głównych problemów:

- Ograniczony ruch segmentów łańcucha, makroskopowo objawiający się sztywnością materiału i brakiem elastyczności;

- Wysoka temperatura zeszklenia, powodująca „zamrożenie” segmentów łańcucha w temperaturze pokojowej i niezdolność do rozproszenia energii uderzenia. Wymaga to ścisłej kontroli kompatybilności, gdy PLA jest łączony z dodatkami powłokowymi.

Drugi „zamek”: „sztywny szkielet” krystalizacji

Podczas przetwarzania i chłodzenia łańcuchy molekularne kwasu polimlekowego (PLA) częściowo tworzą regularne kryształy. Chociaż poprawia to wytrzymałość i odporność na ciepło, stwarza zagrożenie dla wytrzymałości:

- Same kryształy są twarde i kruche i łatwo stają się punktami koncentracji naprężeń, które powodują pęknięcia. Specyficzne dodatki powłokowe mogą rozwiązać ten problem poprzez kontrolowanie procesu krystalizacji.

- Amorficzne obszary pomiędzy kryształami są „zakotwiczone”, ograniczając ruch segmentów łańcucha. Wprowadzenie dodatków powłokowych może zwiększyć ich mobilność poprzez interakcje międzyfazowe.

Trzeci „zamek”: „rozprzestrzenianie się piorunów” mikropęknięć

PLA jest niezwykle wrażliwy na nacięcia; zadrapania powierzchniowe i zanieczyszczenia wewnętrzne mogą stać się punktami koncentracji naprężeń. Po utworzeniu mikropęknięć rozprzestrzeniają się one szybko ze względu na brak mechanizmów rozpraszania energii, co prowadzi do pęknięć. Dodatki do powłok modyfikowanych międzyfazowo mogą poprawić gęstość powierzchniową materiału, zmniejszyć karby i opóźnić propagację pęknięć.

Podsumowując, „kruchość” PLA wynika z jego słabej zdolności pochłaniania energii, a nie z niewystarczającej wytrzymałości. Jako wielofunkcyjne modyfikatory, dodatki powłokowe stały się gorącym punktem badań ze względu na ich potencjalne zastosowanie w optymalizacji mikrostruktury i poprawie wytrzymałości. Na tym kończy się artykuł. Więcej informacji można znaleźć w artykule „Nowe materiały Qingtian”.

Suzhou Qingtian to profesjonalna firma specjalizująca się od 15 lat w powłokach i dodatkach do farb. Naszymi głównymi produktami są dyspergatory, środki wyrównujące, środki przeciwpieniące, farby do kwiatów lodowych, żywica srebrowa do galwanizacji, proszek teksturujący i proszek woskowy. Jeśli masz jakiekolwiek potrzeby, skontaktuj się z nami. Infolinia Qingtian to 18020278196. Czekamy na Twój telefon!