Effect of modified calcium carbonate on the thermal and mechanical properties of biodegradable poly(L-lactic acid)

Modified calcite CaCO₃ (M-CaCO₃) was synthesized from calcium nitrate, sodium carbonate, ethylene diamine tetraacetic acid and sodium dodecyl sulfate. Then, poly(L-lactic acid) (PLLA)/ M-CaCO₃ composites were fabricated using melt blending and hot-press forming technologies. The effect of M-CaCO₃ on the thermal and mechanical performance of PLLA was investigated. The results showed that the crystallization temperature and M-CaCO₃ content significantly affected the crystallization of PLLA but the effect of M-CaCO₃ on the crystallization of PLLA was very complicated. Compared to neat PLLA, 1 % M-CaCO₃ decreased the t_1/2 from 3999.4 s to 342.7 s at 100 °C. The melt index measurements indicated that a small amount of M-CaCO₃ could block the fluidity of PLLA. However, the addition of a high content M-CaCO₃ increased the fluidity of PLLA. The results of tensile strengths and elongation at break of PLLA/M-CaCO₃ composites showed that both M-CaCO₃ content and defective modification CaCO₃ affected the mechanical performance of the PLLA/M-CaCO ₃composites.

Z zastosowaniem azotanu wapnia, węglanu sodu, kwasu etylenodiaminotetraoctowego idodecylosiarczanu sodu syntezowano modyfikowany kalcyt (M-CaCO₃), a następnie mieszając składniki wstanie stopionym wytwarzano kompozyty poli(kwas L-mlekowy)/M-CaCO₃. Badano zależność właściwości termicznych i mechanicznych wytworzonych kompozytów (z matrycą polilaktydową) od zawartości M-CaCO₃.Wykazano, że istotny wpływ na krystalizację PLLA wywiera temperatura oraz zawartość modyfikowanego kalcytu. W temperaturze 100 °C czas połowicznej krystalizacji (t_1/2) kompozytu z udziałem 1 % M-CaCO₃ znacznie się zmniejszył (342,7 s) w porównaniu do wartość t_1/2 czystego PLLA (3999,4 s). Pomiar masowego wskaźnika szybkości płynięcia (MFR) dowodzi, że dodatek modyfikowanego kalcytu (powyżej 3 %) do matrycy polilaktydowej wpływa na zwiększenie wartości MFR. Wyniki wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia przy zerwaniu kompozytów PLLA/M-CaCO₃ wykazały, że zarówno zawartość węglanu wapnia, jak i jego modyfikacja wpływają na wytrzymałość mechaniczną wytworzonych kompozytów PLLA/M-CaCO₃.