Припремљене су припремљене мешовито раствор поли-л-млечне киселине и етил целулозе у хлороформу и мешовити раствор ПЛЛА и метил целулоза у трифлуоросирћетној киселини припремљен је ливењем; Добијене мешавине карактерише инфрацрвене спектроскопије трансформације листова (ФТ-ИР), диференцијално скенирање калориметрија (ДСЦ) и рендгенски дифракција (КСРД). Постоји водоник између ПЛЛА и целулозе етра, а две компоненте су делимично компатибилне. Повећањем садржаја целулозе етра у мешавини, тачка топљења, кристалност и интегритет кристала смање ће се смањити. Када је садржај МЦ већи од 30%, могу се добити готово аморфне мешавине. Стога се целулозно етер може користити за модификацију поли-Л-лакстичне киселине да би се припремио разградиви полимерни материјали са различитим својствима.
Кључне речи: поли-л-млечна киселина, етил целулоза,метил целулоза, мешање, целулозни етер
Развој и примена природних полимера и разградивих синтетичких полимера помоћи ће да се реши криз за животну средину и кризу ресурса са којима се суочавају људска бића. Последњих година истраживање синтезе биоразградивих полимерних материјала користећи обновљиве ресурсе као полимерне сировине привукли су широку пажњу. Полилактичка киселина је једна од важних деградираних алифатских полиестера. Лакциона киселина се може произвести ферментацијом усева (као што су кукуруз, кромпир, сахароза итд.) И такође се могу разкупити микроорганизмима. То је обновљиви ресурс. Полилактичка киселина се припрема из млечне киселине директним поликондизацијом или полимеризацијом отварања звона. Коначни производ његове деградације је млечна киселина која неће загађивати околину. Пиа има одлична механичка својства, прераду, биоразградивост и биокомпатибилност. Стога, ПЛА не само да има само широк спектар апликација у области биомедицинског инжењерства, већ има и огромне потенцијалне тржишта у областима премаза, пластике и текстила.
Високи трошкови поли-Л-млечне киселине и њене недостатке перформанси као што су хидрофобност и крхки ограничавају његов асортиман примене. Да би смањили његову цену и побољшали перформансе ПЛЛА, припрема, компатибилности, морфологије, биоразградивости, механичка својства, хидрофилни / хидрофобни биланс и наношење поља полилактичке киселине кополимера и мешавина су дубоко проучени. Међу њима, ПЛЛА формира компатибилну мешавину полиетилен оксидним киселином, полиетилен ацетатом, полиетилен гликолом, итд. Целулозом је природно полимерно једињење које је формирала кондензација β-глукозе и један је од најобичнијих обновљивих ресурса и један је од најобичнијих ресурса који се формира кондензацијом β-глукозе и је један од најскупљених ресурса који је формирана кондензацијом β-глукозе. у природи. Деривати целулозе су најранији природни полимерни материјали које су развили људи, од којих је најважније од којих су целулозни етери и целулозни естери. М. Нагата ет ал. Проучавао је систем Бленд Цлунд Бленд и открио да су двије компоненте неспојиве, али кристализацију и нечистоћа пропада ПЛЛА су у великој мери погођени целулозном компонентом. Н. ОГАТА ЕТ АЛ Студирали су перформансе и структуру система за мешање ПЛЛА и целулозе ацетат. Јапански патент је такође проучавао биоразградивост ПЛЛА и нитроцелулозе. И. Терамото ет ал проучавао је припремну, термичку и механичку својства плоча за преименовање плеафата ПЛЛА и целулозе. До сада је врло мало студија о систему мешања полилактичке киселине и целулозе етра.
Последњих година наша група је ангажована у истраживању директне кополимеризације и мешања модификације половне киселине и других полимера. Да би комбиновали одлична својства полилактичке киселине са ниским трошковима целулозе и њених деривата да се припреме потпуно биоразградиви полимерни материјали, бирамо целулозу (етар) као модификовану компоненту за мешање модификације. Етил целулоза и метил целулоза су две важне целулозне етере. Етил целулоза је нерастворљива неродно неродно јонски целулозни алкил етар, који се може користити као медицински материјал, пластика, лепкови и средства за завршну обраду текстила. Метил целулоза је растворљива у води, има одличну влажност, кохезивност, задржавање воде и својства формирања филма и широко се користи у областима грађевинског материјала, премаза, козметике, фармацеутских производа и папира. Овде су се преправљени поступком давања ПЛЛА / ЕЦ и ПЛЛА / МЦ методом ливења раствора, а расправљани су о компатибилности, термичкој својствима и некретнинама кристализације ПЛЛА / целулозе мешавине.
1. Експериментални део
1.1 Сировине
Етил целулоза (АР, Тиањин Хуазхен Специјална хемијска фабрика реагенса); метил целулоза (МЦ450), натријум дихидроген фосфат, динатријум хидроген фосфат, етил ацетат, станнолошки изооцтаноат, хлороформ (горе наведени производи од Схангхаи хемијски реагенс Цо., Лтд., и чистоћа је оцена); Л-млечна киселина (фармацеутска оцена, компанија Пурац).
1.2 Припрема мешавина
1.2.1 Припрема полилактичке киселине
Поли-Л-млечна киселина је припремљена директним методом поликондизације. Вагати водени раствор Л-лактеске киселине масовним делићом од 90% и додајте га на тиквицу са три врата, дехидрирајте на 150 ° Ц током 2 сата у нормалном притиску, а затим реагујте 2 сата под вакуумским притиском од 13300Па и на крају Реагирајте 4 сата под вакуумом од 3900ПА да бисте добили дехидриране предполимерне ствари. Укупна количина воденог раствора млечне киселине минус излаз воде је укупан износ предполимер. Додајте станнозни хлорид (масовна фракција је 0,4%) и П-толуенсулфонска киселина (омјер станнозног хлорида и п-толуенесулфонске киселине је 1/1 моларни однос) катализаторски систем у добијеном пренору, а у цеви су инсталирани у цев да апсорбује малу количину воде и одржавана је механичко мешање. Цео систем је реаговао на вакууму од 1300 ПА и температуре од 150 ° Ц. 16 сати за добијање полимера. Отопите добијени полимер у хлороформу да бисте припремили 5% раствора, филтрирајте и талог са безводним етром током 24 сата, филтрирајте талог и ставите га у А -0.1МПА вакуумску пећницу на 60 ° Ц током 10 до 20 сати да бисте добили чисто суво Плла полимер. Релативна молекулска тежина добијене ПЛЛА је одлучна да буде 45000-58000 далтона високим течним хроматографијом (ГПЦ). Узорци су задржани у суседању који садржи фосфорну пентоксид.
1.2.2 Припрема мешавине полилактичке киселине-целулозе (Плла-ЕЦ)
Одмерите потребну количину поли-Л-млечне киселине и етил целулозе да направите 1% раствор хлороформ, а затим припреми мешовито решење ПЛЛА-ЕЦ. Однос мешовитих решења ПЛЛА-ЕЦ је: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0 / Л00, први број представља масовну делићу ПЛЛА, а други број представља то Маса фракције ЕЦ-а. Припремљена решења су мешана са магнетном мешалицом 1-2 сата, а затим је сипала у стаклено јело како би хлороформ да природно испари да формира филм. Након формирања филма, смештено је у вакуум пећи да се осуши на ниској температури током 10 сати да у потпуности уклоните хлороформ у филму. . Раствор мјешавине је безбојно и транспарентан, а филмски филм је такође безбојан и транспарентан. Мешавина је осушена и чувана у десикатору за каснију употребу.
1.2.3 Припрема полилактичке киселине-метилцелулозне мешавине (ПЛЛА-МЦ)
Одмерите потребну количину поли-Л-млечне киселине и метил целулозе да би 1% раствор трифлуоросирћеће киселине решили. Филм ПЛЛА-МЦ Бленд припремљен је истим поступком као и филм ПЛЛА-ЕЦ Бленд. Мешавина је осушена и чувана у десикатору за каснију употребу.
1.3 Тест перформанси
Манмна ИР-550 инфрацрвени спектрометар (Ницолет.Цорп) је мерио инфрацрвени спектар полимера (КБР таблета). ДСЦ2901 Диференцијални скенирање калориметар (ТА компанија) коришћен је за мерење ДСЦ кривуље узорка, брзина грејања је била 5 ° Ц / мин, а мерена је температура транзиције стакла, тачка топљења и кристалност полимера. Користите Ригаку. Дифрактометар Д-МАКС / РБ коришћен је за тестирање рендгенског дифракционог узорка полимера за проучавање својстава кристализације узорка.
2 Резултати и дискусија
2.1 Инфрацрвена спектроскопија Ресеарцх
Фоуриерова трансформација инфрацрвене спектроскопије (ФТ-ИР) може проучити интеракцију између компоненти мешавине из перспективе молекуларног нивоа. Ако су два хомополимери компатибилна, смене у учесталости, промене интензитета, па чак и наступ или нестанак врхова карактеристичних за компоненте. Ако два хомополимери нису компатибилне, спектар мешавине је једноставно суперпозиција двојице хомополимера. У ПЛЛА спектру постоји врх вибрације истезања Ц = 0 на 1755цм-1, слаби врх на 2880цм-1 узроковано Ц-Х-Х-ом истезањем вибрације метинске групе и широки опсег на 3500 цм-1 је проузроковане терминалним хидроксилним групама. У спектру ЕЦ-а, карактеристичан врх на 3483 цм-1 је врхунац вибрације који показује да на молекуларном ланцу преостале О-Х групе, док је 2876-2978 ЦМ-1 Ц2Х5 Стегнатинг Вибрацијски врхунац и 1637 ЦМ-1 је врхунац вибрације савијања (узрокован узорком упијајуће воде). Када се ПЛЛА помеша са ЕК, у ИЦ спектру хидроксил регије ПЛЛА-ЕЦ Бленд, О-Х врхунске смене на низак талас са повећањем садржаја ЕК и достиже минимум када је ПЛЛА / ЕЦ 40/60 таласа, а затим се пребацио у виши таласника, што указује да је интеракција између Пуа и 0-Х ЕЦ сложена. У Ц = О Вибрацијској регији од 1758цм-1, Ц = 0 Врх Плла-ЕЦ је благо пребачен на нижи таласни број уз пораст ЕК, што је показало да је интеракција између Ц = О и ОХ ОХ од ЕЦ била слаба.
У спектрограму метилцелулозе, карактеристични врх на 3480цм-1 је врхунац вибрације О-Х, односно постоје преосталих О-Х група на МЦ молекуларном ланцу, а врх вибрације савијања у вибрацији савијања је на 1637цм-1, А МЦ однос ЕЦ је хигроскопнији. Слично као и систем Бленд Бленд Бленд, у инфрацрвеном спектра хидроксил региона Бленд ПЛЛА-ЕЦ, О-Х врхунске промене са повећањем МЦ садржаја и има минимални таласни број када је ПЛЛА / МЦ 70/30. У Ц = О Вибрацијској регији (1758 цм-1), Ц = о Пеак лагано се пребацује до нижих таласица са додатком МЦ-а. Као што смо раније споменули, у Плли се спомињемо, које могу формирати посебне интеракције са другим полимерима, а резултати инфрацрвеног спектра могу бити комбиновани ефекат многих могућих специјалних интеракција. У систему мешавине ПЛЛА и целулозе могу бити разне облике водоника између Естер Групе ПЛЛА, терминалне хидроксилне групе и етерске групе целулозе етра (ЕЦ или МГ) и преостале хидроксилне групе. Плла и ЕЦ или МЦ могу бити делимично компатибилни. То може бити последица постојања и снази вишеструких водоничних обвезница, тако да су промене у О-Х регији значајнији. Међутим, због стерицкачке ометања целулозне групе, веза водоника између Ц = О групе ПЛЛА и О-Х група целулозе етра је слаба.
2.2 ДСЦ Ресеарцх
Кривуље ДСЦ-а ПЛЛА, ЕЦ и ПЛЛА-ЕЦ мешавине. Температура стаклене транзиције ТГ ПлЛА је 56,2 ° Ц, температура топљења кристала ТМ је 174,3 ° Ц, а кристалност је 55,7%. ЕЦ је аморфни полимер са ТГ од 43 ° Ц и нема температуре топљења. ТГ две компоненте ПЛЛА и ЕК је врло блиска, а два преласка преклапања и не могу се разликовати, па је тешко користити је као критеријум за компатибилност система. Повећањем ЕК-а, ТМ се мешавина ПЛЛА-ЕЦ се мало смањила, а кристалност се смањила (кристалност узорака са ПЛЛА / ЕЦ 20/80 била је 21,3%). ТМ мешавина смањен је са повећањем МЦ садржаја. Када је ПЛЛА / МЦ нижи од 70/30, ТМ се мјере је тешко мерити, односно, готово се може добити скоро аморфна мешавина. Смањење тачке топљења мешавина кристалних полимера са аморфним полимерима обично је последица два разлога, један је ефекат разблаживања аморфне компоненте; Други могу бити структурални ефекти, као што су смањење перфекционог усавршавања кристализације или кристално величине кристалног полимера. Резултати ДСЦ-а указали су да су у систему мешавине ПЛЛА и целулозе етра две компоненте делимично компатибилне, а процес кристализације ПЛЛА у смеши је инхибиран, што је резултирало смањењем ТМ, кристалност и кристално величине ПЛЛА. Ово показује да двокомпонентна компатибилност ПЛЛА-МЦ система може бити боља од система ПЛЛА-ЕЦ.
2.3 Дифракција рендгенских зрака
КСРД крива ПЛЛА има најјачи врх на 2θ од 16.64 °, што одговара 020 кристалној рани, док врхови на 2θ од 14,90 °, 19.21 ° и 22.45 °, односно, респективно. Површина, то је, ПлЛа је α-кристална структура. Међутим, не постоји врх кристалне структуре у дифракционој кривини ЕЗ, што указује да је то аморфна структура. Када је ПЛЛА помешана са ЕК, врх у 16.64 ° постепено је проширила, њен интензитет је ослабио и нешто се померио у доњи угао. Када је садржај ЕК био 60%, врхунац кристализације се распршио. Уски рендгенски дифракцијски врхови указују на високу кристалност и велику величину житарица. Шири врх дифракције, мањи величина зрна. Смјена дифракционог врхунца на ниски угао указује да се размак од зрна повећава, односно интегритет кристала опада. Постоји водонична веза између ПЛЛА и ЕЦ, а величина зрна и кристалност палања у ПЛЛА-у, што може бити зато што је ЕЦ делимично компатибилно са ПЛЛА-ом како би формирала аморфну структуру, чиме се смањује интегритет кристалне структуре мешавине. Рентгенски резултати рендгенских дифракција ПЛЛА-МЦ такође одражавају сличне резултате. Рендгенска дифракциона крива одражава утицај омјера ПЛЛА / целулозе етра на структуру мешавине, а резултати су у потпуности у складу са резултатима ФТ-ИР и ДСЦ-а.
3. Закључак
Овде је проучаван систем мешавине поли-Л-млечне киселине и целулозе (етил целулоза и метил целулоза). Компатибилност двеју компоненти у систему мешавине проучава се помоћу ФТ-ИР, КСРД и ДСЦ-а. Резултати су показали да је везивање водоника постојало између ПЛЛА и целулозе етра, а две компоненте у систему су делимично компатибилне. Смањење омјера ПЛЛА / целулозе резултира смањењем тачке топљења, кристалност и кристално интегритет ПЛЛА у мешавини, што резултира припремом мешавине различитог кристалности. Стога се целулозни етар може користити за модификацију поли-Л-млечне киселине, која ће комбиновати одличне перформансе половне киселине и ниске цене целулозе етра, који погодује припреми потпуно биоразградивих полимера.
Вријеме поште: Јан-13-2023