Большой прорыв в технологии модификации биоразлагаемых материалов на основе полимолочной кислоты

Полимолочная кислота (PLA) — это новый тип пластика на биологической основе, разработанный в последние годы. Это твердый и хрупкий прозрачный материал при комнатной температуре, с плохой ударопрочностью и гибкостью, что сильно ограничивает широкое применение PLA .

Использование обычных полимеров на нефтяной основе для повышения ударопрочности PLA приведет к тому, что смесь потеряет способность к восстановлению и разложению продукта, поэтому крайне важно разработать упрочняющий агент PLA на биологической основе, который сравним с действием упрочняющего агента на нефтяной основе.

Изменить дизайн

1. Органический фосфат циркония (OZrP) получали с использованием метиламина (МА), а затем хлорида октадецилтриметиламмония (хлорида октадецилтриметиламмония) для органической модификации предварительно интеркалированного продукта. Расстояние между слоями фосфата циркония было увеличено с 0,76 нм до 3,77 нм.

2. Нанокомпозиты органический фосфат циркония/полимолочная кислота (OZrP/PLA) были приготовлены путем интеркаляции раствора с OZrP в качестве армирующего и упрочняющего агента.

Эффект модификации

1. При количестве ОЗрП, равном 3, предел прочности композита при растяжении достигает максимального значения 37,85 МПа;

2. Добавление OZrP улучшило термическое старение и термическую стабильность композитов PLA;

3. Разложение PLA было ускорено, и характеристики разложения были лучше, чем у подложки PLA.

Модифицированный принцип

1. Механические свойства.

Фосфат циркония может быть диспергирован в PLA с хорошей совместимостью, а органически модифицированный фосфат циркония имеет сильное взаимодействие с окружающей молекулярной цепью PLA, что увеличивает силу сцепления на границе раздела. При приложении внешней силы зона контакта между органическим модифицированным фосфатом циркония и матрицей PLA может эффективно передавать внешнюю силу на пломбировочный материал, чтобы улучшить способность материала противостоять повреждениям.

2. Снижение производительности

1) В среде решения

Поскольку PLA является полиэфиром, он разлагается в биологических средах. Сначала небольшие молекулы воды выходят на поверхность, а затем распространяются на сложноэфирную связь или гидрофильную группу под действием кислоты и щелочи в среде, что может вызвать разрушение сложноэфирной связи, кислотный и щелочной гидролиз, а ZrP имеет большую удельную площадь поверхности. и адсорбционная способность, больше гидроксила между слоями, может быть много адсорбированных молекул воды, что приводит к гетерогенному гидролизу PLA, что может ускорить скорость деградации PLA.

2) В условиях ультрафиолетового излучения

Поскольку фосфат циркония является своего рода фотокатализатором, добавление фосфата циркония может способствовать поглощению ультрафиолетового света композиционным материалом, а затем ускорить разложение PLA в ультрафиолетовой среде.

3. термическая стабильность и тепловое старение

Фосфат циркония равномерно распределен в PLA. Фосфат циркония теряет межслойную кристаллическую воду, отводя часть тепла, а оксид, образующийся после дегидратации, действует как барьер на PLA, тем самым снижая скорость термического разложения PLA и улучшая термическую стабильность PLA.