Biodegradábilis tejsav alapú polimer szerkezeti és morfológiai vizsgálata

Structual and morphological studies of lactic acid based biodegradable modified polymer packaging materials

Abstract

During our research, we modified biodegradable polylactic acid (PLA) by applying different chemical reactions, based on acetic anhydride and hexamethylenediamine-treatments. In the first part of the experiments the PLA samples were prepared via mechanical pressing, however, we couldn't achieve homogenous, uniform surfaces, and therefore we conducted our investigations with prefabricated PLA films with a thickness of 250 µm later on. We were monitoring the structural changes in the PLA samples with Raman spectroscopy. In addition to the structural analysis, we gathered information on the mechanical and morphological changes that occur due to the modifications we applied. For this purpose, we used atomic force microscopy (AMF) and nanoindentation analysis. Our experimental results show that the different chemical treatments resulted in structural, as well as mechanical changes, and these findings could contribute to the wider application of biodegradable polymers in the future. 

Kivonat

Kutatásunk során biodegradábilis politejsav (PLA) mintákat módosítottunk különböző kémiai reakciókkal. A PLA mintákat ecetsav-anhidriddel, valamint hexametilén-diaminnal kezeltük. A méréseink során a minták egy részét PLA granulátumból mechanikus préseléssel készítettük elő. A préselést követően nem kaptunk homogén, egyenletes mintafelszínt, így a későbbiekben előre legyártott, 250-µm vastagságú PLA filmeket vizsgáltunk. A polimerben történő szerkezeti és strukturális változásokat Raman spektroszkópiával követtük nyomon. A szerkezeti vizsgálaton túl információt gyűjtöttünk a módosítás hatására bekövetkező mechanikai és morfológiai változásokról is, amihez atomerő-mikroszkópos, ún. AFM vizsgálatokat és nanoindentációt használtunk. A kísérleti eredményeink azt mutatják, hogy a kezelések hatására mind szerkezeti, mind mechanikai változások következtek be. Kutatásunk a későbbiekben hozzájárulhat a biodegrabábilis polimerek minél szélesebb körű felhasználásához.