Einfluss der Extrusionsschraubendrehzahl und der Plastikermengen auf die rheologischen, thermischen, mechanischen, morphologischen und oberflächlichen Eigenschaften von PLA

Einer der kritischen Verarbeitungsparameter - die Geschwindigkeit des Extrusionsprozesses für plastifizierte Poly(lactid) (PLA) - wurde in Anwesenheit von Acetyltributylcitrat (ATBC) als Plastifikator untersucht. Die Mischungen wurden durch Variation des Gehalts an Plastifikator (ATBC, 10-30% nach Gewicht) hergestellt, wobei ein Doppelschneckenextruder als Verarbeitungsmedium verwendet wurde, für den ein Temperaturprofil mit einem Höhepunkt festgelegt wurde, das bei 160 °C endete, zwei Mischzonen und unterschiedliche Schraubendrehzahlen (60 und 150 U/min) hatte. Um die thermomechanischen Eigenschaften des Gemisches und die Hydrophilie zu bewerten, wurden die Mischbarkeit des plastifizierenden und der PLA-Matrix, Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FT-IR), thermogravimetrische Analyse (TGA) undDifferentialscanningkalorimetrie (DSC), oszillatorische rheologische Analyse, Dynamische Mechanische Analyse (DMA), mechanische Analyse sowie der Kontaktwinkel getestet. Die Ergebnisse der oszillatorischen rheologischen Analyse wiesen ein viskoses Verhalten in den PLA-Proben mit der Anwesenheit von ATBC auf; die geringere Prozessgeschwindigkeit fördert die Übergänge von viskos zu elastisch sowie höhere Werte des Verlustmoduls, des Speicher-Moduls und der komplexen Viskosität, was bedeutet, dass es zu einem geringeren Verlust an Molekulargewicht und einer niedrigeren Restenergie im Übergang vom viskosen Zustand zum elastischen Zustand kommt. Die mechanische und thermische Leistung wurde optimiert, wobei eine größere Kapazität zur Energieabsorption und Integration der Komponenten berücksichtigt wurde.