Modifikace polymerních směsí na bázi polyhydroxybutyrátu a jejich vlastnosti

Abstract

Teoretická část této diplomové práce popisuje vlastnosti a možnosti modifikace poly(3-hydroxybutyrátu) (PHB) a amorfní poly(mléčné kyseliny) (PLA) a jejich směsí. V experimentální části je studována reaktivita Joncrylu, Raschigu a fosfitových činidel trifenylfosfitu, tris(nonylfenyl) fosfitu a difenylisodecylfosfitu s čistým PLA a PHB. Raschig, oligomerní aditivum na bázi polykarbodiimidu, prokázal v množství 2hm. % zvýšení viskozity taveniny obou polymerů, a proto byl použit k přípravě směsí o pěti hmotnostních poměrech PHB/(PHB+PLA). Vzorky s Raschigem a odpovídajícími nereaktivními vzorky byly studovány pomocí reologie, gelové permeační chromatografie a modulované diferenční kompenzační kalorimetrie. Výsledky naznačily reakce Raschigu v PHB/PLA směsích vedoucí k rozvětveným strukturám. Rychlost reakce však není nedostatečná ke kompenzaci poklesu viskozity v důsledku degradace při zpracování. Následně zůstává nezreagované množství Raschigu v matrici. Na základě těchto zjištění se dospělo k závěru, že Raschig se chová spíše jako relativně účinný stabilizátor reologických vlastností, než jako činidlo pro záměrnou modifikaci struktury směsí PHB/PLA. Za účelem studia mechanických vlastností těchto směsí byly ve dvoušnekovém extrudéru připraveny vzorky plastifikovány acetyltributylcitrátem.Theoretical part of this work describes properties and modification possibilities of poly(3-hydroxy butyrate) (PHB) and amorphous poly(lactic acid) (PLA) and their blends. In experimental part, reactivity of Joncryl, Raschig, and phosphite reagents triphenyl phosphite, tris(nonylphenyl) phosphite, and diphenyl isodecyl phosphite with neat PLA and PHB are studied. Raschig, an oligomeric polycarbodiimide based additive, was proven to enhance melt viscosity of both polymers in amount 2%wt., therefore was used for preparation of blends in five PHB/(PHB+PLA) ratios. Samples with Raschig and corresponding non-reactive samples were studied using rheology, gel permeation chromatography and modulated differential scanning calorimetry. Results showed possible reaction of Raschig and PHB/PLA blends leading to branched structures. However, the rate of reaction is not sufficient to completely compensate decrease in viscosity due to processing degradation. Thus, non-reacted amount of Raschig remains in matrix. On the basis of these findings, it is concluded that Raschig behaves rather as a relatively effective stabilizer of rheological properties than as a reagent for the intentional modification of PHB/PLA blends’ structure. In order to study mechanical properties of these blends, samples plasticized with acetyltributylcitrate were prepared using twin screw extruder.