Thermal performances and optical property of poly(L-lactic acid) under the influence of N,N’-dodecanedioic bis(3-phenylpropionic acid) dihydrazide as a crystallization promoter

Poly(L-lactic acid) (PLLA) as an important biodegradable polymer suffers from slow crystallization rate and poor heat resistance. An organic compound N,N’-dodecanedioic bis(3-phenylpropionic acid) dihydrazide (BHADD) was synthesized to evaluate its general influences on the physical properties of PLLA. The melt-crystallization process indicated that BHADD could serve as a heterogeneous nucleating agent for improving the crystallization of PLLA, and PLLA/1%BHADD exhibited the sharpest melt-crystallization peak located at the highest temperature, as well as an increase of cooling rate weakened the crystallization ability of BHADD-nucleated PLLA. And the final melting temperature also displayed the significant effect on the crystallization process of PLLA. For the cold-crystallization process, both BHADD concentration and heating rate affected the cold-crystallization behavior of PLLA/BHADD, the increasing of BHADD concentration caused the cold-crystallization peak to shift to the lower temperature; in contrast, a higher heating rate during heating leaded to the peak’s shift toward the higher temperature because of the thermal inertia. The melting behavior of PLLA/BHADD depended on the crystallization temperatures and heating rates, and the double melting peaks were attributed to the melting-recrystallization. Thermal decomposition experiment showed all PLLA/BHADD samples as the pure PLLA only exhibited one thermal decomposition stage, but PLLA/BHADD had a lower thermal stability than the pure PLLA. Additionally, the addition of BHADD seriously decreased the light transmittance of PLLA.

Poli(kwas L-mlekowy) (PLLA) to ważny biodegradowalny polimer charakteryzujący się małą szybkością krystalizacji i słabą odpornością na ciepło. Dihydrazyd kwasu bis(3-fenylopropiono) N,N'-dodekanodiowego (BHADD) zsyntetyzowano w celu oceny jego wpływu na właściwości fizyczne PLLA. Przebieg procesu krystalizacji ze stopu świadczy o tym, że BHADD może służyć jako heterogeniczny środek zarodkujący zwiększający szybkość krystalizacji PLLA. Mieszanina PLLA/1% mas. BHADD wykazywała najostrzejszy pik krystalizacji ze stopu zlokalizowany w zakresie najwyższej temperatury, a jednocześnie większą szybkość chłodzenia osłabiającą zdolność krystalizacji PLLA zarodkowanej BHADD. Również końcowa temperatura topnienia w istotnym stopniu wpływała na proces krystalizacji PLLA. W procesie krystalizacji na zimno zarówno stężenie BHADD, jak i szybkość ogrzewania oddziaływały na zachowanie PLLA/BHADD podczas krystalizacji, zwiększenie stężenia BHADD powodowało przesunięcie piku krystalizacji na zimno w kierunku niższej temperatury, natomiast większa szybkość ogrzewania prowadziła do, spowodowanego bezwładnością cieplną, przesunięcia piku krystalizacji na zimno w kierunku wyższej temperatury. Zachowanie PLLA/BHADD podczas topnienia zależało od temperatury krystalizacji i szybkości ogrzewania, a drugi pik topnienia przypisano procesowi rekrystalizacji. Badany przebieg rozkładu termicznego świadczy, że wszystkie próbki PLLA/BHADD, tak jak czysty PLLA, wykazywały tylko jeden etap rozkładu termicznego, mieszanina PLLA/BHADD charakteryzowała się jednak mniejszą stabilnością termiczną niż czysty PLLA. Dodatek BHADD w znacznym stopniu zmniejszył przepuszczalność światła PLLA.