Wie kann man die Duktilität von PLA verbessern?

PLA (Polymilchsäure) ist ein biologisch abbaubarer und erneuerbarer Thermoplast, der in verschiedenen Anwendungen wie 3D-Druck, Verpackung und biomedizinischen Implantaten weit verbreitet ist. PLA ist jedoch allgemein dafür bekannt, relativ spröde zu sein und unter Belastung zu Rissen oder Brüchen zu neigen. Hier sind einige Möglichkeiten, PLA duktiler zu machen:

1. Mischen mit anderen Polymeren: Das Mischen von PLA mit anderen Polymeren wie Vinylacetat-Ethylenpulver (VAE DPP/Harze), Polycaprolacton (PCL), Polyethylenoxid (PEO) oder Polybutylensuccinat (PBS) kann seine Duktilität verbessern. Diese Polymere haben niedrigere Glasübergangstemperaturen und bessere Dehnungseigenschaften als PLA, was die resultierende Mischung flexibler machen kann.
2. Zugabe von Weichmachern: Weichmacher wie Glycerin, Sorbit oder Zitronensäure können die Flexibilität und Duktilität von PLA erhöhen. Diese kleinen Moleküle können die Packung von PLA-Ketten stören und ihre Glasübergangstemperatur senken, wodurch das Material gummiartiger wird.
3. Einsatz von Schlagzähmachern: Schlagzähmacher wie Core-Shell-Gummipartikel oder Nano-Clay können die Zähigkeit und Duktilität von PLA verbessern. Diese Mittel können als Energieabsorber wirken und die Rissausbreitung im Material verhindern.
4. Erhöhung des Molekulargewichts: Die Erhöhung des Molekulargewichts von PLA kann seine Zähigkeit und Duktilität verbessern. Dies kann durch die Verwendung verschiedener Polymerisationstechniken oder die Zugabe von Kettenverlängerern zum PLA-Syntheseprozess erreicht werden.
5. Glühen: Glühen ist eine Nachbearbeitungstechnik, bei der das PLA-Material auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann langsam abgekühlt wird. Dies kann die Kristallinität und molekulare Orientierung des Materials verbessern, was seine mechanischen Eigenschaften, einschließlich Duktilität, verbessern kann.

Es ist wichtig zu beachten, dass der optimale Ansatz zur Verbesserung der Duktilität von PLA je nach der spezifischen Anwendung und den Anforderungen des PLA variieren kann Material.