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http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/585| Title: | Effect of husk rice SiO2 on the thermal and mechanical properties of PLLA/PEG/SiO2 composites |
| Authors: | Sommer Marquez, Alicia Estela Morales Carrera, Johanna Belen |
| Keywords: | Poly(L-lactide acid), Ácido poli-L-láctico, Rice Husk Silica, Sílice de cáscara de arroz, Poly(ethylene glycol), Polietilenglicol, Polymer crystallization. Cristalización de polímeros. |
| Issue Date: | Dec-2022 |
| Publisher: | Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay |
| Abstract: | This study investigated the effect of rice husk SiO 2 on the preparation of Poly(L- lactic acid)/SiO 2 (PLLA/SiO 2 ) and Poly(L-lactic acid)/SiO 2 /Poly(ethylene glycol) (PLLA/SiO 2 /PEG) composites by the melt extrusion method. SiO 2 was obtained from rice husk incineration and mixed with PLLA preparation involves the use of various concentrations (5,10, and 15 wt%). At the same time, PLLA/SiO 2 /PEG composites used PEG with a molecular weight of 6000 g/mol with various concentrations (0, 3, 5, 10 wt%) and 10 wt% SiO 2 . The sample morphology was studied by scanning electron microscopy (SEM) to analyze the surface morphology and miscibility of PEG in PLLA and the dispersion of SiO 2 in the polymer matrix. A differential scanning calorimetry (DSC) study was used for non-isothermal and isothermal analysis of all the samples. The composites' thermal stability was studied using thermogravimetric analysis (TGA). Melt rheology analysis was used to investigate the viscoelastic behavior of the composites. Mechanical properties of the composites were evaluated at room temperature using an Instron 5565 universal machine and Blue Hill software. In order to corroborate the results of crystallization obtained in DSC, X-ray diffraction analysis (XRD) was used. Finally, gas permeation measurements were carried out using a variable pressure (constant volume) method to analyze the permeability behavior of samples to CO 2 , CH 4 , O 2 , and H 2 . The final results demonstrated that SiO 2 particles reduce the chain mobility of PLLA, which slows the crystallization process, raises Young's modulus, thermal stability, and viscosity, and decrease its gas permeability. However, adding PEG to the composites caused their crystallization rate to rise even higher than pure PLLA (>40%), increasing its elongation at break (>26%) and increasing the polymer's flexibility. Due to improved silica dispersion in the polymeric matrix and increased PLLA chain mobility, the material's viscosity and gas permeability (>50%) improve with the addition of PEG. |
| Description: | Este estudio investigó el efecto del SiO 2 obtenida la de cáscara de arroz en la preparación de compositos de ácido poli-L-láctico/SiO 2 (PLLA/SiO 2 ) y ácido poli-L- láctico/SiO 2 /polietilenglicol (PLLA/SiO 2 /PEG) por el método de extrusión por fusión. Para los compuestos de PLLA/SiO 2 , el SiO 2 se obtuvo de la incineración de cáscara de arroz y se mezcló con PLLA en varias concentraciones (5, 10 y 15 % en peso). Al mismo tiempo, los compuestos PLLA/SiO 2 /PEG utilizaron PEG con un peso molecular de 6000 g/mol con varias concentraciones (0, 3, 5, 10 % en peso) y 10 % en peso de SiO 2 . La morfología de la muestra se estudió empleando microscopía electrónica de barrido (SEM) para analizar la superficie y la miscibilidad del PEG en PLLA y la dispersión de SiO 2 en la matriz polimérica. Se desarrollo un estudio de calorimetría diferencial de barrido (DSC) para realizar un análisis no isotérmico e isotérmico de todas las muestras. La estabilidad térmica de los compositos se estudió mediante análisis termogravimétrico (TGA). Se utilizó el análisis de reología de fusión para investigar el comportamiento viscoelástico de los compositos. Las propiedades mecánicas de los compuestos se realizaron a temperatura ambiente utilizando una máquina universal Instron 5565 y el software Blue Hill. Para corroborar los resultados de cristalización obtenidos mediante DSC, se realizo análisis de difracción de rayos X (XRD). Finalmente, se desarrollaron las medidas de permeabilidad de gases utilizando un método de presión variable (volumen constante) para analizar el comportamiento de permeabilidad de las muestras a CO 2 , CH 4 , O 2 y H 2 . Los resultados finales demostraron que las partículas de SiO 2 reducen la movilidad de la cadena de PLLA, lo que ralentiza el proceso de cristalización, aumenta el módulo de Young, la estabilidad térmica y la viscosidad, y reduce su permeabilidad a los gases. Sin embargo, la adición de PEG a los compuestos hizo que su tasa de cristalización aumentara incluso más que la del PLLA puro (>40 %), aumentando su elongación a la rotura (>26 %) y aumentando la flexibilidad del polímero. Debido a la mejor dispersión de sílice en la matriz polimérica y al aumento de la movilidad de la cadena PLLA, la viscosidad del material y la permeabilidad a los gases (>50 %) mejoran con la adición de PEG. |
| URI: | http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/585 |
| Appears in Collections: | Polímeros |
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