The influence of the injection moulding process on changes in selected physiochemical and mechanical properties of polyactide (PLA)

Purpose: The aim of this paper was to assess the influence of parameters of the injection moulding process on changes in selected physiochemical properties and performance of parts made from PLA. Materials/Methods: 6201D trade polylactide by NatureWorks was used for the tests. Before the tests, the plastic was dried according to the manufacturer’s recommendations, and then injected by means of a Borche BS60 injection moulding machine. The process of injection was carried out at excessively high or excessively low process parameters. The obtained samples were subjected to tensile testing; then, their physiochemical properties were assessed by means of DSC, TGA and GPC. Results: The obtained test results indicate that parameters of the injection moulding process have an impact on the characteristics of parts made from PTA, such as: tensile strength, molecular mass, the degree of crystallinity, and time of degradation. Conclusions: The influence of the parameters of the injection moulding process on the changes of, among others, molecular mass, the degree of crystallinity and mechanical properties of PLA were observed. The obtained research results show that there exists a relationship between the parameters of the injection moulding process and molecular mass, the degree of crystallinity, and mechanical properties of parts made from polylactide. Considering that a change in molecular mass has an impact on the rate of PLA degradation, it is possible to control time of degradation, through the control of parameters of the injection moulding process.

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów procesu wtryskiwania na właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne wyrobów z PLA. W badaniach stosowano handlowy polilaktyd 6201D firmy NatureWorks. Materiał był suszony zgodnie z zaleceniami producenta. Proces wtryskiwania wykonano za pomocą wtryskarki Borche BS60. Zrealizowany był dla jego dopuszczalnych maksymalnych i minimalnych parametrów. Dla wytworzonego materiału określono właściwości mechaniczne w próbie statycznej rozciągania oraz właściwości fizyczne i chemiczne metodami DSC, TGA i GPC. Analiza uzyskanych wyników badań wskazuje na wpływ parametrów procesu wtryskiwania na: wytrzymałość na rozciąganie, masę cząsteczkową, stopień krystaliczności, temperaturę rozpadu. Ustalono stopień korelacji pomiędzy parametrami procesu wtryskiwania a masą cząsteczkową, stopniem krystalizacji oraz właściwościami mechanicznymi wyrobów. Stwierdzono, że zmiana masy cząsteczkowej ma wpływ na kinetykę rozpadu polilaktydu PLA. Istnieje więc możliwość kontrolowanego sterowania czasem rozpadu PLA, poprzez sterowanie parametrami procesu wtryskiwania.