Analyse microscopique des causes de la fragilité de l'acide polylactique

Les propriétés macroscopiques des matériaux sont le reflet de leur structure microscopique. La fragilité de l’acide polylactique (PLA) est déterminée par ses caractéristiques moléculaires et agrégées, et les additifs de revêtement fournissent une direction efficace pour sa modification.

Le premier « verrou » : le « corps rigide » de la chaîne moléculaire

Les groupes latéraux méthyles du squelette moléculaire du PLA agissent comme de petits morceaux durs régulièrement liés à une chaîne moléculaire flexible, ce qui entraîne directement deux problèmes majeurs :

- Mouvement restreint des segments de chaîne, se manifestant macroscopiquement par une rigidité du matériau et un manque de flexibilité ;

- Température de transition vitreuse élevée, provoquant le « gel » des segments de chaîne à température ambiante, incapables de dissiper l'énergie d'impact. Cela nécessite un contrôle strict de la compatibilité lorsque le PLA est mélangé à des additifs de revêtement.

Le deuxième « verrou » : le « squelette rigide » de la cristallisation

Lors du traitement et du refroidissement, les chaînes moléculaires de l’acide polylactique (PLA) forment partiellement des cristaux réguliers. Bien que cela améliore la résistance et la résistance à la chaleur, cela constitue une menace pour la ténacité :

- Les cristaux eux-mêmes sont durs et cassants, devenant facilement des points de concentration de contraintes qui déclenchent des fissures. Des additifs de revêtement spécifiques peuvent améliorer ce problème en contrôlant le processus de cristallisation.

- Les régions amorphes entre les cristaux sont « ancrées », limitant le mouvement des segments de chaîne. L’introduction d’additifs de revêtement peut améliorer leur mobilité grâce à des interactions interfaciales.

Le troisième « verrou » : la « propagation fulgurante » des microfissures

Le PLA est extrêmement sensible aux encoches ; les rayures superficielles et les impuretés internes peuvent toutes devenir des points de concentration de contraintes. Une fois les microfissures formées, elles se propagent rapidement en raison du manque de mécanismes de dissipation d’énergie, conduisant à la fracture. Les additifs de revêtement interfaciaux modifiés peuvent améliorer la densité de surface du matériau, réduire les encoches et retarder la propagation des fissures.

En résumé, la « fragilité » du PLA est due à sa faible capacité d’absorption d’énergie et non à sa résistance insuffisante. En tant que modificateurs multifonctionnels, les additifs de revêtement sont devenus un point chaud de recherche en raison de leur application potentielle dans l'optimisation de sa microstructure et l'amélioration de sa ténacité. Ceci conclut l'article. Pour plus d'informations, veuillez suivre « Qingtian New Materials ».

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