Análisis microscópico de las causas de la fragilidad del ácido poliláctico

Las propiedades macroscópicas de los materiales son un reflejo de su estructura microscópica. La fragilidad del ácido poliláctico (PLA) está determinada por sus características moleculares y agregadas, y los aditivos de recubrimiento proporcionan una dirección eficaz para su modificación.

El primer "bloqueo": el "cuerpo rígido" de la cadena molecular

Los grupos laterales de metilo de la cadena molecular del PLA actúan como pequeños grumos duros unidos regularmente a una cadena molecular flexible, lo que conduce directamente a dos problemas principales:

- Movimiento restringido del segmento de la cadena, manifestado macroscópicamente como rigidez del material y falta de flexibilidad;

- Alta temperatura de transición vítrea, que provoca que los segmentos de la cadena se "congelen" a temperatura ambiente, incapaces de disipar la energía del impacto. Esto requiere un control estricto de la compatibilidad cuando el PLA se combina con aditivos de recubrimiento.

El segundo "bloqueo": el "esqueleto rígido" de la cristalización

Durante el procesamiento y el enfriamiento, las cadenas moleculares de ácido poliláctico (PLA) forman parcialmente cristales regulares. Si bien esto mejora la resistencia y la resistencia al calor, representa una amenaza para la tenacidad:

- Los cristales en sí son duros y quebradizos, convirtiéndose fácilmente en puntos de concentración de tensiones que desencadenan grietas. Aditivos de recubrimiento específicos pueden mejorar este problema controlando el proceso de cristalización.

- Las regiones amorfas entre los cristales están "ancladas", lo que restringe el movimiento de los segmentos de la cadena. La introducción de aditivos de recubrimiento puede mejorar su movilidad a través de interacciones interfaciales.

El tercer "bloqueo": la "propagación relámpago" de las microfisuras

El PLA es extremadamente sensible a las muescas; los rayones superficiales y las impurezas internas pueden convertirse en puntos de concentración de tensión. Una vez que se forman las microfisuras, se propagan rápidamente debido a la falta de mecanismos de disipación de energía, lo que provoca fracturas. Los aditivos de recubrimiento modificados interfaciales pueden mejorar la densidad superficial del material, reducir las muescas y retrasar la propagación de grietas.

En resumen, la “fragilidad” del PLA se debe a su débil capacidad de absorción de energía, no a su insuficiente resistencia. Como modificadores multifuncionales, los aditivos de recubrimiento se han convertido en un foco de investigación debido a su posible aplicación para optimizar su microestructura y mejorar la tenacidad. Con esto concluye el artículo. Para obtener más información, siga "Nuevos materiales de Qingtian".

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