طفرة كبيرة في تكنولوجيا تعديل المواد القابلة للتحلل الحيوي لحمض عديد حمض اللبنيك

مادة Polylactic acid (PLA) هي نوع جديد من البلاستيك الحيوي الذي تم تطويره للتو في السنوات الأخيرة. إنها مادة صلبة وهشة وشفافة في درجة حرارة الغرفة ، مع ضعف مقاومة الصدمات والمرونة ، مما يحد بشكل كبير من التطبيق الواسع لـ PLA .

سيؤدي استخدام البوليمرات البترولية التقليدية لتقوية PLA إلى فقدان المزيج لتجديد مصدره وقابلية تحلل المنتج ، لذلك من الأهمية بمكان تطوير عامل تقوية PLA قائم على أساس حيوي يمكن مقارنته بتأثير عامل التقوية البترولي.

تغيير التصميم

1. تم تحضير فوسفات الزركونيوم العضوي (OZrP) باستخدام ميثيل أمين (MA) ثم أوكتاديسيل تريميثيل كلوريد الأمونيوم (أوكتاديسيل تراي ميثيل كلوريد الأمونيوم) لتعديل المنتج العضوي المقسم مسبقًا. تم توسيع تباعد طبقة فوسفات الزركونيوم من 0.76 نانومتر إلى 3.77 نانومتر.

2. تم تحضير المركبات النانوية فوسفات الزركونيوم العضوي / حمض عديد حمض اللبنيك (OZrP / PLA) عن طريق إقحام المحلول مع OZrP كعامل تقوية وتقوية.

تأثير التعديل

1. عندما تكون كمية OZrP 3 ، تصل مقاومة الشد للمركب إلى 37.85 ميجا باسكال كحد أقصى.

2. أدت إضافة OZrP إلى تحسين التقادم الحراري والاستقرار الحراري لمركبات PLA.

3. تم تسريع تدهور PLA ، وكان أداء التدهور أفضل من أداء الركيزة PLA.

المبدأ المعدل

1. الخصائص الميكانيكية

يمكن تشتيت فوسفات الزركونيوم في PLA بتوافق جيد ، وفوسفات الزركونيوم العضوي المعدل له تفاعل قوي مع السلسلة الجزيئية PLA المحيطة ، مما يعزز قوة الترابط البينية. عند تطبيق القوة الخارجية ، يمكن لمنطقة الواجهة بين فوسفات الزركونيوم العضوي المعدل ومصفوفة PLA أن تنقل بفعالية القوة الخارجية إلى مادة التعبئة ، وذلك لتحسين قدرة المادة على مقاومة التلف.

2. تدهور الأداء

1) في بيئة الحل

لأن PLA عبارة عن بوليستر ، عندما يتحلل في الوسائط البيولوجية. الأول هو جزيئات الماء الصغيرة على السطح ، ثم تنتشر في رابطة الإستر أو المجموعة المحبة للماء ، تحت تأثير الحمض والقلوي في الوسط ، يمكن أن تحفز كسر رابطة الإستر ، والتحلل المائي الحمضي والقلوي ، ولدى ZrP مساحة سطح محددة أكبر وقدرة الامتصاص ، والمزيد من الهيدروكسيل بين الطبقات ، يمكن أن يكون الكثير من جزيئات الماء الممتزة التي تحدث التحلل المائي غير المتجانس لـ PLA ، والتي يمكن أن تسرع من معدل تحلل PLA.

2) في بيئة الضوء فوق البنفسجي

نظرًا لأن فوسفات الزركونيوم هو نوع من الحفاز الضوئي ، فإن إضافة فوسفات الزركونيوم يمكن أن تعزز امتصاص الضوء فوق البنفسجي في المادة المركبة ، ومن ثم تسريع تدهور PLA في بيئة الأشعة فوق البنفسجية.

3. الاستقرار الحراري والشيخوخة الحرارية

فوسفات الزركونيوم مشتت بالتساوي في جيش التحرير الشعبى الصينى. يفقد فوسفات الزركونيوم المياه البلورية ذات الطبقة البينية لسحب جزء من الحرارة ، ويعمل الأكسيد المتولد بعد الجفاف كحاجز على PLA ، مما يقلل من معدل التحلل الحراري لـ PLA ويحسن الاستقرار الحراري لـ PLA.