Effect of Plasticization/Annealing on Thermal, Dynamic Mechanical, and Rheological Properties of Poly(Lactic Acid)
Résumé
This study investigates the use of low molecular weight poly(ethylene glycol) (PEG) as a plasticizer for poly(lactic acid) (PLA). PLA/PEG blend films were prepared using the solvent casting method with varying mixing ratios. The films were analyzed using differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), and dynamic rheological analysis. The results indicate that the addition of PEG as a plasticizer affects the thermal and mechanical properties of the PLA/PEG blend films. The study found that the glass transition and cold crystallization temperatures decreased with increasing PEG content up to 20 wt%, while the crystallinity and crystallization rate increased. The blends with up to 20 wt% PEG were miscible, but phase separation occurred when the plasticizer content was increased to 30 wt%. Subsequently, amorphous samples of neat PLA and PLA plasticized with 10 wt% of PEG underwent annealing at various temperatures (Ta = 80–120 °C) for durations ta of 1 and 24 h. The samples were then analyzed using DSC and DMA. The addition of PEG to PLA altered the content of α′ and α crystalline forms compared to neat PLA at a given (Ta; ta) and favored the formation of a mixture of α′ and α crystals. The crystallinity achieved upon annealing increased with increasing Ta or ta and with the incorporation of PEG.
Cette étude porte sur l'utilisation de poly(éthylène glycol) (PEG) de faible poids moléculaire comme plastifiant pour le poly(acide lactique) (PLA). Des films de mélange PLA/PEG ont été préparés en utilisant la méthode de coulée par solvant avec différents rapports de mélange. Les films ont été analysés par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), analyse mécanique dynamique (DMA) et analyse rhéologique dynamique. Les résultats indiquent que l'ajout de PEG en tant que plastifiant affecte les propriétés thermiques et mécaniques des films de mélange PLA/PEG. L'étude a révélé que les températures de transition vitreuse et de cristallisation à froid diminuent avec l'augmentation de la teneur en PEG jusqu'à 20 % en poids, tandis que la cristallinité et le taux de cristallisation augmentent. Les mélanges contenant jusqu'à 20 % en poids de PEG étaient miscibles, mais une séparation de phase s'est produite lorsque la teneur en plastifiant a été augmentée à 30 % en poids. Ensuite, des échantillons amorphes de PLA pur et de PLA plastifié avec 10 % en poids de PEG ont subi un recuit à différentes températures (Ta = 80-120 °C) pendant des durées ta de 1 et 24 h. Les échantillons ont ensuite été analysés à l'aide de la DSC et de la DMA. L'ajout de PEG au PLA a modifié la teneur en formes cristallines α′ et α par rapport au PLA pur à une température donnée (Ta ; ta) et a favorisé la formation d'un mélange de cristaux α′ et α. La cristallinité obtenue lors du recuit augmentait avec l'augmentation de Ta ou ta et avec l'incorporation de PEG.
Domaines
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