Crystallization and melting behavior of poly(L-lactic acid) modified with salicyloyl hydrazide derivative

This work evaluated the influence of a novel organic nucleating agent, salicyloyl hydrazide derivative (BS), on the crystallization and melting behavior of poly(L-lactic acid) (PLLA). Differential scanning calorimetry revealed that the incorporation of BS (0.2 to 3 wt %) significantly promoted the crystallization of PLLA on cooling at 1 °C/min. At BS content of 1.5 wt % in PLLA matrix, the highest effectiveness of crystallization process was observed, this result was further demonstrated by X-ray diffraction analysis of non-isothermal crystallization behavior at different cooling rate and measurements after isothermal crystallization. X-ray diffraction studies showed also that the addition of BS did not change the crystalline structure of PLLA. Based on the effect of the predetermined melting temperature on the crystallization behavior of PLLA/BS, the optimum process temperature of 190 °C was found. The comparative study on the melting behavior of PLLA/BS composite under different conditions (cooling rate, melting temperature) also confirmed the ability of BS to promote the nucleation of PLLA crystallization. The crystallization of PLLA/BS composite depends on the concentration of BS additive, crystallization temperature and time as well as heating rate.

Badano wpływ nowego organicznego czynnika nukleującego, salicyloilowej pochodnej hydrazydu (BS), na krystalizację i topnienie poli(kwasu L-mlekowego) (PLLA). Na podstawie badań metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej stwierdzono, że wprowadzenie dodatku BS (0,2–3,0 % mas.) wyraźnie promuje krystalizację PLLA w warunkach chłodzenia z szybkością 1 °C/min. Zawartość 1,5 % mas. BS w osnowie PLLA przyczyniała się do zwiększenia efektywności procesu krystalizacji, co potwierdziły wyniki badań metodą dyfrakcji rentgenowskiej krystalizacji nieizotermicznej w warunkach zmiennej szybkości chłodzenia oraz krystalizacji izotermicznej. Ponadto badania te wykazały, że dodatek BS do PLLA nie zmienia struktury krystalicznej poli(kwasu L-mlekowego). Na podstawie wpływu ustalonych warunków topnienia na przebieg krystalizacji PLLA/BS stwierdzono też, że optymalna temperatura tego procesu wynosi 190 °C. Badania porównawcze topnienia kompozytu PLLA/BS w różnych warunkach (szybkości chłodzenia, temperatury topnienia) również wskazują na zdolność BS do zarodkowania krystalizacji PLLA. Stwierdzono, że krystalizacja kompozytu PLLA/BS zależy od stężenia dodatku BS, temperatury krystalizacji, czasu krystalizacji i szybkości ogrzewania próbki.