胺基修饰的阿塔普尔吉特对聚乳酸的结晶和超临界CO2发泡行为的影响

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 聚乳酸 (PLA) 是一种可生物降解的聚合物,具有泡应用的潜力.
• 提高PLA泡的性能需要有效的填充剂和加工技术.
• 阿塔普尔吉特 (ATP) 是一种具有材料改造潜力的天然粘土矿物.

研究的目的:

• 用于制备化物修饰的阿塔普尔吉特 (A-ATP) 作为聚乳酸 (PLA) 泡的填充剂.
• 研究A-ATP对PLA泡的结构,机械性能和热性能的影响.
• 通过分子动力学模拟,探索A-ATP对PLA泡形成的影响机制.

主要方法:

• 阿塔普尔吉特 (ATP) 通过酸洗,西兰合和化进行了修饰,以产生A-ATP.
• 使用FTIR,接触角度,XPS,XRD和TGA进行了A-ATP的表征.
• 使用超临界二氧化碳自闭柜泡技术制造了PLA/A-ATP纳米复合材料泡.
• 分析了泡结构,压缩性质,热行为 (DSC),质性质和CO2扩散.

主要成果:

• A-ATP表现出疏水性质 (接触角度从7°增加到70°) 和稳定的晶体结构.
• 0.6重%的A-ATP添加显著优化了PLA泡结构,减少了平均细胞大小.
• 压力强度和PLA/A-ATP泡的特定压力模量分别增加了99%和142%.
• A-ATP降低了PLA的冷结晶温度,将结晶度提高到17.94%,并改善了融流动性.
• 分子动力学模拟显示,A-ATP在PLA中增加了约55%的CO2扩散.

结论:

• 化物修饰的阿塔普尔吉特 (A-ATP) 是增强PLA泡的有效填充剂.
• A-ATP改善了PLA的泡形态,机械性能和热性能.
• 这项研究提出了开发高性能基于PLA的纳米复合材料泡的新策略.