Gran avance en la tecnología de modificación de materiales biodegradables de ácido poliláctico

El material de ácido poliláctico (PLA) es un nuevo tipo de plástico de base biológica que se acaba de desarrollar en los últimos años. Es un material transparente duro y quebradizo a temperatura ambiente, con poca resistencia al impacto y flexibilidad, lo que limita en gran medida la amplia aplicación del PLA .

El uso de polímeros convencionales a base de petróleo para endurecer el PLA hará que la mezcla pierda la capacidad de renovación de la fuente y la degradabilidad del producto, por lo que es crucial desarrollar un agente endurecedor de PLA de base biológica que sea comparable al efecto del agente endurecedor a base de petróleo.

Cambiar diseño

1. Se preparó fosfato de circonio orgánico (OZrP) usando metilamina (MA) y luego cloruro de octadecil trimetil amonio (cloruro de octadecil trimetil amonio) para modificar orgánicamente el producto preintercalado. La separación entre capas de fosfato de circonio se expandió de 0,76 nm a 3,77 nm.

2. Se prepararon nanocompuestos de fosfato de circonio orgánico/ácido poliláctico (OZrP/PLA) por intercalación de solución con OZrP como agente de refuerzo y endurecimiento.

Efecto de modificación

1. Cuando la cantidad de OZrP es 3, la resistencia a la tracción del compuesto alcanza el máximo de 37,85 MPa;

2. La adición de OZrP mejoró el envejecimiento térmico y la estabilidad térmica de los compuestos PLA;

3. La degradación de PLA se aceleró y el rendimiento de degradación fue mejor que el del sustrato PLA.

Principio modificado

1. Propiedades mecánicas

El fosfato de circonio se puede dispersar en PLA con buena compatibilidad, y el fosfato de circonio orgánico modificado tiene una fuerte interacción con la cadena molecular PLA circundante, lo que mejora la fuerza de unión de la interfaz. Cuando se aplica la fuerza externa, la zona de interfaz entre el fosfato de circonio orgánico modificado y la matriz de PLA puede transferir efectivamente la fuerza externa al material de relleno, para mejorar la capacidad del material para resistir daños.

2. Desempeño de degradación

1) En ambiente de solución

Porque el PLA es un poliéster, cuando se degrada en medios biológicos. Primero son las pequeñas moléculas de agua a la superficie, y luego se extienden en el enlace de éster o grupo hidrofílico, bajo la acción del ácido y el álcali en el medio, puede inducir la fractura del enlace de éster, hidrólisis ácida y alcalina y ZrP tiene un área de superficie específica más grande y la capacidad de adsorción, más hidroxilo entre capas, puede ser una gran cantidad de moléculas de agua adsorbidas hechas de hidrólisis heterogénea de PLA, lo que puede acelerar la tasa de degradación de PLA.

2) En ambiente de luz ultravioleta

Debido a que el fosfato de circonio es un tipo de fotocatalizador, la adición de fosfato de circonio puede promover la absorción de luz ultravioleta en el material compuesto y luego acelerar la degradación de PLA en el ambiente ultravioleta.

3. estabilidad térmica y envejecimiento por calor

El fosfato de circonio se dispersa uniformemente en PLA. El fosfato de circonio pierde agua cristalina entre capas para quitar parte del calor, y el óxido generado después de la deshidratación actúa como una barrera sobre el PLA, lo que reduce la tasa de degradación térmica del PLA y mejora la estabilidad térmica del PLA.