Βιοδιασπώμενα πολυμέρη εφαρμογές και θερμομηχανικές ιδιότητες

Abstract

Στόχος αυτής της εργασίας είναι η γενική, βιβλιογραφική παρουσίαση των ιδιοτήτων και των εφαρμογών των βιοαποικοδομήσιμων πολυμερών καθώς και η εκτενέστερη πειραματική μελέτη της θερμομηχανικής συμπεριφοράς του πολυγαλακτικού οξέος. Η παρούσα διπλωματική εργασία απαρτίζεται από τρία κύρια μέρη. Στο πρώτο μέρος ( 1ο και 2ο κεφάλαιο) γίνεται μια εισαγωγή στα πολυμερή και στα βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή, στις εφαρμογές τους και στις προσδοκίες που αυτά προσφέρουν λόγω της ικανότητας για βιοδιάσπαση. Στο δεύτερο μέρος (3ο κεφάλαιο) παρουσιάζεται το πολυγαλακτικό οξύ, η δομή του, ο κύκλος ζωής του, εφαρμογές του και προσδοκίες. Στο τρίτο και τελευταίο μέρος (4ο , 5ο , 6ο , 7ο κεφάλαιο) παρουσιάζονται οι πειραματικές μέθοδοι και τα πειραματικά αποτελέσματα που προέκυψαν για το πολυγαλακτικό οξύ. Συγκεκριμένα έγιναν μετρήσεις διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης, πειράματα εφελκυσμού και δυναμικής μηχανικής ανάλυσης. Επίσης μελετήθηκαν τα πρώτα στάδια της βιοδιάσπασης του pla ως εξής: Τοποθετήθηκαν δοκίμια σε περιβάλλον υγρασίας 80% σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες 20ο , 40ο και 50ο C. Η βιοδιάσπαση διαπιστώθηκε τόσο στην υποβάθμιση ορισμένων μηχανικών ιδιοτήτων όσο και στην ελάττωση του μοριακού βάρους (MB) και στη διαφοροποίηση της κατανομής του μοριακού βάρους. Η παρακάτω έρευνα αποτελεί τη βάση για τη συνέχισή της σε μεγαλύτερους χρόνους έκθεσης σε κατάλληλο περιβάλλον και συστηματική μελέτη των θερμο- μηχανικών ιδιοτήτων του πολυγαλακτικού οξέος.

Aim of this work is the general, bibliographic presentation of the attributes and the applications of biodegradable polymers as well as a more extensive experimental study of the thermomechanic behavior of polylactic acid. The present thesis is composed from three main parts. In the first part (1rst and 2nd chapter) an introduction about polymers and biodegradable polymers, their applications is presented and an analytical arrangement of the expectations that these materials offer due to the faculty of biodegradation. In the second part (3rd chapter) the polylactic acid, as a new material, its structure, its circle of life, its applications and the subsequent expectations are described. In third and last part (4th, 5th, 6th and 7th chapter) the experimental methods and the experimental results about polylactic acid, are systematically appeared. Specifically, measurements of differential scanning calorimetry, tensile test and dynamic mechanic analysis have been performed. Also the first stages of biodegradation of pla were studied as follows: Were placed material specimens in an environment of relative humidity 80% at three different temperatures 20, 40 and 50 C. The biodegradation was find out at both, the downgrading of certain mechanic attributes and in the decrement of molecular weight (MB), as well as in the change of molecular weight distribution. The following research constitutes the base for future study at suitable environment and systematic report of thermal - mechanical properties of polylactic acid.