hrvatski

Toplinska i mehanička svojstva omekšanog poli(L- laktida)

Poli(L-laktid) (PLLA) je biorazgradljivi alifatski poliester koji se proizvodi iz mliječne kiseline dobivene fermetacijom iz obnovljivih sirovina poput kukuruza, krumpira, šećerne trske itd. Ima dobra mehanička i preradbena svojstva i biokompatibilan je. Međutim, mala deformacija pri lomu i veliki modul elastičnosti ograničavaju širu primjenu PLLA materijala. Cilj ovoga rada bio je pripremiti PLLA s različitim sadržajem biokompatibilnog omekšavala tributilacetil citrata (TBAC) i odrediti utjecaj TBAC-a na toplinska i mehanička svojstva PLLA-a. Sadržaj omekšavala je 10, 20 i 30 phr. Uzorci su pripremljeni na Brabender plastografu pri 170°C, 70 o/min i uz vrijeme miješanja od 5 min, a zatim su prešani oko 3 min pri 175°C u izratke dimenzija 35×15×1 mm. Toplinska svojstva dobivenih uzoraka određena su diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC, Mettler-Toledo) u temperaturnom području od -50 do 200°C, pri brzini zagrijavanja 10°C/min, u struji dušika. Toplinska razgradnja provedena je tremogravimetrijski (TGA, Perkin-Elmer) u temperaturnom području od 50 do 450°C, pri brzini zagrijavanja 10°C/min, u struji dušika. Ispitivanje mehaničkih svojstava provedeno je na univerzalnom ispitnom uređaju (Zwick) pri brzini istezanja 50 mm/min. DSC analiza pokazala je da staklište (Tg) PLLA linearno opada s povećanjem udjela TBAC-a od 63°C na 19°C. Proces hladne kristalizacije iščezava pri sadržaju od 20 i 30 phr TBAC-a. Pri tom se talište snižava sa 161°C na 152°C. Povećanjem udjela TBAC-a kristaličnost PLLA raste s 3 % na 32 % jer TBAC potiče pokretljivost polimernih lanaca što pospješuje proces nastajanja kristalastih domena. Na termogramima analiziranih uzoraka vidljivo je da se razgradnja PLLA-a odvija u jednom stupnju, a omekšanog PLLA u dva stupnja. Razgradnji PLLA, u temperaturnom području od 300 do 400 °C, prethodi isparavanje TBAC-a u temperaturnom području od 100 do 350 °C. Rastezna čvrstoća (σ B) snižava se s povećanjem sadržaja TBAC-a od 60 na 17 Nmm-2, a prekidno istezanje (ε B) raste od 5 na 59 % i pri 20 phr TBAC-a ima najveću vrijednost. Zbog povećanja stupnja kristaličnosti moglo se očekivati snižavanje ε B, ali to se ne događa jer izgleda dolazi do određene vrste fizičkog umreživanja kristalične faze PLLA. Tek pri većem sadržaju TBAC-a snižava se ε B, ali ne ispod vrijednosti neomekšanog PLLA. Pretpostavka je da pri većem sadržaju TBAC-a nastaju mikropukotine koje sprječavaju daljnje istezanje. Modul elastičnosti (E) opada sa 1395 Nmm-2 na 454 Nmm-2. S obzirom na navedeno optimalna mješavina bila bi PLLA s 20 phr TBAC-a.

PLLA; citratno omekšavalo; DSC; TGA; Zwick

nije evidentirano