GCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Study of polylactide stereocomplex formation with combined Raman spectroscopy and rheology

Aplikace | 2022 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
RAMAN Spektrometrie, Reometrie
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Polylaktid (PLA) je biologicky odbouratelný polymer s širokým potenciálem v balení, biomedicíně a spotřebě, avšak jeho pomalá krystalizace a nízká teplota skelného přechodu (~63°C) omezují použití ve vyhřátých nebo mechanicky náročných aplikacích. Stereokomplex PLA-sc vznikající spojením enantiomerních řetězců PLLA a PDLA zvyšuje teplotu tání na ~230–235°C a zlepšuje mechanické vlastnosti.

Cíle a přehled studie


Tato studie využívá unikátní kombinaci Ramanovy spektroskopie a reologie (HAAKE MARSXR Rheo-Raman System) k in situ sledování kinetiky tvorby PLA-sc během tavení a smykového namáhání. Hlavním cílem je kvantifikovat vliv parametrů jako rychlost smyku a teplota na indukční dobu a rychlost krystalizace stereokomplexu.

Použitá metodika


Vzorky obsahovaly směs ve stechiometrickém poměru PLLA a PDLA s rozdílným indexem taveniny (MFI) pro série HW (14–15 g/10 min) a LW (30–40 g/10 min). Po rozemletí a prosátí na částice ~1 mm byly směsi vytaveny mezi deskami reometru při 240°C, poté ochlazeny na 190–210°C. Aplikován byl předsmyk při rychlostech 0–220 s⁻¹ po dobu 15 s a následně malé amplitudové oscilatorní smykové testy (SAOS, 100 Pa, 6,28 rad/s, mezera 1 mm) pro sběr dat G′, G″ a η* v čase. Ramanova spektra byla získávána simultánně na hraně horní destičky.

Použitá instrumentace

  • Ramanův spektrometr Thermo Scientific DXR3 Flex
  • Rotacionální reometr Thermo Scientific HAAKE MARS 40

Hlavní výsledky a diskuse


Ramanova analýza ukázala posun C=O pásu z 1772 cm⁻¹ na 1754 cm⁻¹ při vzniku PLA-sc. Bez předsmyku se tvorba stereokomplexu v rámci experimentu (1800 s) neprojevila. Zvýšení rychlosti smyku zkracuje indukční dobu tvorby PLA-sc, což bylo potvrzeno i pomocí normalizovaných průběhů G′ (G′_norm). Křivky G′ a Ramanův index I′ vykazují shodnou kinetiku růstu krystalů.

Přínosy a praktické využití metody


Systém Rheo-Raman nabízí jedinečnou možnost optimalizace procesních podmínek (teplota, rychlost smyku) pro průmyslovou výrobu PLA-sc s lepšími termomechanickými vlastnostmi. Metoda umožňuje rychlé nastavení parametrů pro kontinuální a dávkové zpracování.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se rozšíření této kombinované analýzy na další stereokomplexy a biodegradovatelné polymerní systémy, využití kontinuálních procesů a vylepšení instrumentace pro vyšší teploty a tlaky. Dále lze kombinovat s jinými spektroskopickými a difrakčními technikami pro hlubší pochopení struktury.

Závěr


Kombinace reologie a Ramanovy spektroskopie pro in situ sledování tvorby PLA-sc prokázala, že rychlost smyku je klíčovým faktorem pro zkrácení indukční doby a urychlení krystalizace. HAAKE MARSXR Rheo-Raman System představuje efektivní nástroj pro vývoj a optimalizaci výrobních procesů stereokomplexních polymerů.

Reference

  • European Bioplastics Association Facts and Figures, 2021
  • K. S. Anderson, M. A. Hillmyer, Melt preparation and nucleation efficiency of polylactide stereocomplex crystallites, Polymer, 47(6), 2006
  • H. Tsuji, Poly(lactic acid) stereocomplexes: A decade of progress, Advanced Drug Delivery Reviews, 107, 2016
  • H. Tsuji, S. Hyon, Y. Ikada, Stereocomplex formation between enantiomeric poly(lactic acid)s. 4. DSC studies on precipitates from mixed solutions of poly(D-lactic acid) and poly(L-lactic acid), Macromolecules, 24, 1991

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Investigating cocoa butter crystallization using rheology and Raman spectroscopy
Application note Investigating cocoa butter crystallization using rheology and Raman spectroscopy Authors Application benefits Nathan C. Crawford and Mohammed Simultaneous rheology and Raman spectroscopy (RheoRaman) measurements Ibrahim Thermo Fisher Scientific were used to examine the isothermal crystallization of cocoa butter…
Klíčová slova
raman, ramanrheoraman, rheoramanrheology, rheologyrheological, rheologicalspectroscopy, spectroscopycrystalline, crystallineisothermal, isothermalmorphological, morphologicalstretching, stretchingunleashed, unleashedhaake, haakeindicates, indicatesbrittleness, brittlenesswere, weremelted
The Modular Compact Rheometer Series MCR Evolution
The Modular Compact Rheometer Series MCR Evolution
2024|Anton Paar|Brožury a specifikace
The Modular Compact Rheometer Series MCR Evolution MCR: Your Future-Proof Rheometer Rheometers from the market leader 10,000+ installations worldwide 15 rheometer models The MCR rheometer series from the market leader Anton Paar offers you one thing first and foremost: an…
Klíčová slova
rheometer, rheometerrheological, rheologicalmcr, mcrrheology, rheologymeasuring, measuringgeometries, geometriesshear, shearmotor, motortemperature, temperaturetorque, torqueaccessories, accessoriesextensional, extensionaldevice, devicecustomized, customizedavailable
iXR Raman Spectrometer for multi-modal analysis
iXR Raman Spectrometer for multi-modal analysis
2020|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
iXR Raman Spectrometer for multi-modal analysis The Raman spectrometer developed specifically for integration with other analytical tools. thermofisher.com/ixr iXR Raman Spectrometer Welcome to the world of Raman multi-modal analysis As the rate of advanced material development accelerates, holistic characterization that…
Klíčová slova
raman, ramanixr, ixrmodal, modaldxr, dxrspectrometer, spectrometercoupling, couplingmaterials, materialsthermo, thermoresearch, researchmulti, multiscientific, scientificphysical, physicalomnic, omnicmorphology, morphologyworld
Accelerated Determination of Microplastics in Environmental Samples Using Thermal Extraction Desorption-Gas Chromatography/Mass Spectrometry (TED-GC/MS)
Application Note Environmental Accelerated Determination of Microplastics in Environmental Samples Using Thermal Extraction Desorption-Gas Chromatography/Mass Spectrometry (TED-GC/MS) Authors Ulrike Braun, Paul Eisentraut, Korinna Altmann, Maria Kittner, and Erik Dümichen Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin, Germany Kurt Thaxton and…
Klíčová slova
ted, tedpolymers, polymerssbr, sbrpet, petpolymer, polymerdecomposition, decompositionmps, mpstga, tgaacrylate, acrylateenvironmental, environmentalthermal, thermalsamples, samplesmicroplastics, microplasticsmass, masscompost
Další projekty
LCMS
ICPMS
Sledujte nás
FacebookX (Twitter)LinkedInYouTube
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.