7560513953

BioOrg 2015

I Wielkopolskie Seminarium Chemii Bioorganicznej, Organicznej i Biomateriałów Poznań, 5 grudnia 2015 r.

samym jej właściwości mechaniczne ulegają pogorszeniu [10]. Co więcej, jako polimer naturalnego pochodzenia, lignina charakteryzuje się dużą chłonnością wody i małymi wartościami wydłużenia, co przyczynia się do problemów w procesie wytłaczania, ponieważ tworzą się pęcherze powietrza, które utrudniają przepływ polimeru przez dyszę.

Obecnie przygotowanie funkcjonalnych napełniaczy hybrydowych łączących w sobie właściwości mechaniczne i wytrzymałościowe nieorganicznej krzemionki z niedrogą, organiczną ligniną cieszy się coraz większym zainteresowaniem [7,8], Uzyskane na drodze takiego połączenia materiały mogą być wykorzystywane jako napełniacze polimerowe bądź biosorbenty [7,11,12], Stężenie napełniacza hybrydowego w matrycy polimerowej jest kluczowe i warunkuje uzyskanie odpowiednich właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych. Szczególne znaczenie ma również wpływ takiego napełniacza na strukturę supermolekularną, morfologię matrycy polimerowej, a także zjawiska zachodzące na granicy międzyfazowej polimer/napełniacz. Silne interakcje występujące na granicy międzyfazowej pozwalają na przenoszenie obciążeń powstających w układzie i tym samym zapobiegają pogorszeniu właściwości wytrzymałościowych.

Materiały lignocelulozowe mogą być heterogenicznymi nukleantami krystalizacji wzdłuż granicy międzyfazowej, charakteryzującymi się dużą gęstością zarodków i mającymi bezpośredni związek z powstawaniem struktur transkrystalicznych. Uważa się, że obecność tych struktur wykazuje znaczący wpływ na otrzymywanie kompozytów o dobrych parametrach [13,14]. Dlatego właśnie celem niniejszych badań było określenie wpływu parametrów fizykochemicznych hybrydowych materiałów krzemionka/lignina na ich zdolności nukleacyjne oraz zdolność do tworzenia struktur transkrystalicznych w matrycy PLA.

W przedstawionych badaniach amorficzną krzemionkę Syloid 244 oraz lignina krafta połączono mechanicznie. Przygotowano cztery materiały hybrydowe zawierające krzemionkę i ligninę w stosunkach ilościowych odpowiednio 1:1, 2:1, 5:1 i 20:1. Jako próbki referencyjne zastosowano pierwotną ligninę oraz krzemionkę. Na drodze obserwacji mikroskopowych określono właściwości dyspersyjne i morfologiczne napełniaczy hybrydowych, zbadano również rozmiar cząstek. Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera potwierdziła otrzymanie materiałów hybrydowych krzemionka/lignina. Parametry związane z porowatością wyprodukowanych materiałów wyznaczono przy pomocy metody izotermy Brunauer-Emmett-Teller, z wykorzystaniem algorytmu Barrett-Joyner-Halenda. Metodą wytłaczania wykonano folie kompozytowe PLA zawierające 2,5% wag. napełniacza hybrydowego. Mikroskopia optyczna, szerokokątowa dyfraktometria rentgenowska oraz skaningowa kalorymetria różnicowa posłużyły do określenia struktury supermolekularnej kompozytów PLA/napełniacz hybrydowy, analizy parametrów krystalizacji oraz przemian fazowych zachodzących w matrycy PLA. Materiał hybrydowy krzemionka/lignina okazał się być napełniaczem zdolnym

18