指導教授：王振乾 教授 學 生：蕭詠方
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指導教授：王振乾 教授 學 生：蕭詠方. Introduction. PLLA 與 PES 均為生物可降解半結晶聚酯，其結構式分別為 -[CH(CH 3 )COO] n - 及 -[OCH 2 CH 2 O 2 CC 2 H 4 CO] n - PLLA 的機械性質差 ( 硬、脆 ) 、結晶速率慢，因此限制了其應用； PES 具良好的機械性質，特別是斷裂延伸率。因此，期盼混摻 PES 後能改善 PLLA 的機械性質及結晶速率。. Experimental. PLLA. PES. (Mw=177,000). (Mw=213,000). 溶於氯仿. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
指導教授：王振乾 教授學 生：蕭詠方
Introduction
PLLA 與 PES 均為生物可降解半結晶聚酯，其結構式分別為 -[CH(CH3)COO]n- 及 -[OCH2CH2O2CC2H4CO]n-
PLLA 的機械性質差 ( 硬、脆 ) 、結晶速率慢，因此限制了其應用； PES 具良好的機械性質，特別是斷裂延伸率。因此，期盼混摻 PES 後能改善 PLLA 的機械性質及結晶速率。
PLLA PES(Mw=177,000) (Mw=213,000)
溶於氯仿 溶於氯仿
PLLA solution
PES solution
置入培養皿
室溫下 ( 一天 ) 蒸發掉溶劑
真空烘箱 50 (℃ 三天 ) 溶劑完全移除
PLLA/PES100/080/2060/4040/6020/800/100
Experimental
Results and discussion
Fig. 1. DSC traces of PLLA/PES blends at 20 /min after quenching from the melt at 100 ℃ ℃/min.
熔至 190 ℃ 急速冷卻至 -70 ℃ 無定型態 20 /min ℃ 升溫
Tg Tch Tm PLLA
PESTg
Tch
Tm
PLLA 與 PES 為不可溶混PLLA 與 PES 為不可溶混
混摻 PES 後可提升 PLLA 的結晶度混摻 PES 後可提升 PLLA 的結晶度
Results and discussion
Fig. 2. Melting behavior of PLLA/PES blends at 20 /min for the as cast℃ samples.
20 /min℃ 升溫
TmPLLA
PES
Tm
PLLA 會抑制 PES 結晶PLLA 會抑制 PES 結晶
Results and discussion
Fig. 3. Spherulitic morphology of neat PLLA (same magnification, bar = 100 mm) at different crystallization temperatures: (a) 110, (b) 115, (c) 120, and (d) 125 .℃
Results and discussion
Fig. 4. Spherulitic morphology of neat PES (same magnification, bar = 100 mm) at different crystallization temperatures: (a) 55, (b) 60, (c) 65, and (d) 70 .℃
Maltese cross
Results and discussion
Fig. 5. Temperature dependence of spherulitic growth rates of neat PLLA and neat PES.
線性成長
接觸到其它球晶
接觸到其它球晶
PES 球晶成長速率較 PLLA快PES 球晶成長速率較 PLLA快
2.27 μ m/min
0.973 μ m/min
Results and discussion
Fig. 6. DSC traces of PLLA/PES blends cooled from the melt at 5 /min.℃
5 /min℃ 降溫
99.8 (T℃ c)
94.2 ℃
62.9 ℃
57.5 ℃
混摻 20% 的 PES ，會抑制 PLLA 的結晶；混摻 40% 以上的PES ， PLLA 結晶峰消失。
混摻 20% 的 PES ，會抑制 PLLA 的結晶；混摻 40% 以上的PES ， PLLA 結晶峰消失。
PLLA/PES 混摻，些微抑制 PES 的結晶，但仍保有 PES 相的結晶。PLLA/PES 混摻，些微抑制 PES 的結晶，但仍保有 PES 相的結晶。
PES含量太少
Results and discussion
Fig. 7. (a) Plots of relative crystallinity of PLLA crystallized at 100 ℃ versus crystallization time for PLLA/PES blends
Isothermal crystallization
PLLA/PES 混摻，發現 PLLA 結晶速率較純 PLLA 快PLLA/PES 混摻，發現 PLLA 結晶速率較純 PLLA 快
Results and discussion
Fig. 7. (b) the Avrami plots of PLLA/PES blends crystallized at 100 .℃
Avrami equation
n ：成核機制k ：結晶速率常數
Results and discussion
混摻 PES 後，不改變 PLLA 的結晶機
制
混摻 PES 後，不改變 PLLA 的結晶機
制
混摻 PES 後，提升 PLLA 的結晶
速率
混摻 PES 後，提升 PLLA 的結晶
速率
PES 的結晶型態不受混摻 PLLA 後影
響
PES 的結晶型態不受混摻 PLLA 後影
響
隨 PLLA 含量增加， PES 結晶速
率變慢
隨 PLLA 含量增加， PES 結晶速
率變慢
isothermal crystallization of PLLA from the melt at 100 and the isothermal crystallization ℃of the PES at 67.5 from the liquid phase in ℃the presence of previously crystallized PLLA.
相分離區域提供了有利的結晶成核點
相分離區域存在 PLLA 的結晶
Results and discussion
Fig. 8. WAXD patterns of PLLA/PES blends.
16.31 ° (PLLA)
18.55 ° (PLLA)
20.8 ° (PES)
23.23 ° (PES)
PLLA 與 PES 混摻後會各自結晶，不會改變晶體結構。PLLA 與 PES 混摻後會各自結晶，不會改變晶體結構。
Results and discussion混摻 PES 進而改善 PLLA 的脆性
Fig. 9. Tensile testing results of PLLA/PES blends.
高模數、脆性材料
Results and discussion
Fig. 10. SEM images of the fracture surfaces of PLLA/PES blends after tensile testing: (a) 100/0, (b) 80/20, (c) 60/40, (d) 40/60, (e) 20/80, and (f) 0/100.
(a) 純 PLLA – 表面光滑 ( 脆性斷裂 )(a) 純 PLLA – 表面光滑 ( 脆性斷裂 )
(f) 純 PES – 表面粗糙 ( 韌性 )(f) 純 PES – 表面粗糙 ( 韌性 )
(b) PLLA/PES (80/20) – ( 不可溶混 ) PES 均勻分散於 PLLA 基材中
(b) PLLA/PES (80/20) – ( 不可溶混 ) PES 均勻分散於 PLLA 基材中
(c)(d)(e) 增加 PES 含量 兩連續相 有效提升PLLA 的機械性質 ( 脆 延展性 )
(c)(d)(e) 增加 PES 含量 兩連續相 有效提升PLLA 的機械性質 ( 脆 延展性 )
Conclusions
PLLA/PES 混摻分別顯示其各自熔點 (Tm) ，表示為不可溶混系統。
熔融淬火樣品，混摻 PES 可提升 PLLA的結晶度，而 PES 結晶度變化不大。
恆溫結晶結果發現，混摻後， PLLA 與PES 兩者的結晶機制不改變；隨 PES 含量增加， PLLA 的結晶速率加快，而 PES 結晶速率變慢。
Conclusions
由拉伸測試發現，混摻 PES 能有效提升 PLLA 的斷裂延伸率且仍保有相當的模數。
SEM 顯示， PLLA/PES 混摻，由脆性斷裂轉變為韌性斷裂。