Vliv vybraných činidel na krystalizační schopnost polylaktidu

V práci byl studován vliv sedmi činidel na krystalizační schopnost polylaktidu (PLA), index toku taveniny (MVR) a mechanické vlastnosti v tahu. Testované byly lisované destičky o tloušťce 0,8 mm. Vybraná činidla přidaná v množství 0,5 a 1,0 % byla tato: mastek, benzoát sodný, směsi organických solí s amorfním SiO2 a stearátem zinečnatým, kovová sůl, fosfátová sůl, a draselná sůl 5-dimethylsulfoisoftalátu (LAK–301 – nukleační činidlo vyvinuté pro PLA). Provedena byla neizotermická krystalizační měření při různých rychlostech chlazení (0,3; 0,5; 0,7; 1,0 a 1,5 °C). Všechna činidla zvýšila MVR PLA kromě mastku; největší navýšení (9krát a 24krát) bylo přídavkem kovové soli. Činidla zásadně nezměnila mechanické vlastnosti. Všechny vzorky byly spíše křehké (nejkřehčí s LAK–301), modul pružnosti byl pro všechny vzorky kolem 1,2 GPa, pevnost PLA nejvíce vzrostla přídavkem 1 % mastku (o 12 %) a tažnost při přetržení zvýšila organická sůl s SiO2. Všechny vzorky s obsahem činidel 1 % byly amorfní (krystalický podíl nepřesáhl 2 %). Přídavek činidel tedy nepodpořil krystalizační proces během rychlého chlazení a to ani v případě činidla LAK–301. Toto ale působilo jako výborné nukleační činidlo při pomalých rychlostech chlazení (1,5 °C/min a nižší). Nukleační aktivita činidel klesala v tomto pořadí: LAK–301, organická sůl se stearátem zinečnatým, mastek, organická sůl modifikovaná amorfním SiO2 a fosfátová sůl. Vzorky s benzoátem sodným a kovovou solí krystalizovaly při chlazení ve více krocích a k vyhodnocení nukleační aktivity nebylo možné použít metodu dle Dobreva a Gutzow.
The influence of seven additives on the crystallization ability of polylactide (PLA), melt flow index (MVR) and mechanical tensile properties was studied. Pressed plates with a thickness of 0.8 mm were tested. Selected additives added in amounts of 0.5 and 1.0% were as follows: talc, sodium benzoate, mixtures of organic salts with amorphous SiO2 and zinc stearate, metal salt, phosphate salt, and potassium salt of 5-dimethylsulfoisophthalate (LAK-301 - nucleating agent developed for PLA). Non-isothermal crystallization measurements were performed at different cooling rates (0.3; 0.5; 0.7; 1.0 and 1.5 ° C). All nucleation agents increased the MVR of PLA except talc; the largest increase (9-fold and 24-fold) was the addition of metal salt. The additives did not fundamentally change the mechanical properties. All samples were rather brittle (the most brittle with LAK-301), the modulus of elasticity was around 1.2 GPa for all samples, the strength of PLA was increased the most by the addition of 1% talc (by 12%) and the elongation at break was increased by organic salt with SiO2. All samples with nucleating agents content of 1% were amorphous (crystalline content did not exceed 2%). Thus, the addition of reagents did not support the crystallization process during rapid cooling, even in the case of LAK-301. However, LAK-301 was acting as an excellent nucleating agent at slow cooling rates (1.5 °C / min and below). The nucleation activity of the additives decreased in the following order: LAK-301, organic salt with zinc stearate, talc, organic salt modified with amorphous SiO2 and phosphate salt. Samples with sodium benzoate and metal salt were crystallizing on cooling in several steps and it was not possible to use the method of Dobrev and Gutzow to evaluate the nucleation activity.