Дослідження фізико-механічних властивостей нетканих матеріалів на основі полілактиду

Abstract

Метою даної статті є дослідження та порівняння фізичних та механічних властивостей нетканих матеріалів, виготовлених з полілактиду та поліпропілену. Неткані полімерні матеріали з поліпропілену та полілактиду отримували методом аеродинамічного розпилення розплаву на приймальний барабан (melt-blown) на лабораторній установці. Фізико-механічні характеристики, такі як міцність та видовження на розрив оцінювали за допомогою розривної машини P-5 (згідно з ISO 5725-1). Реологічні характеристики досліджених полімерів було оцінено шляхом вимірювання показника течії розплаву згідно з ІSО 1133. Дослідним шляхом підтверджено можливість виготовлення нетканого матеріалу з полілактиду на устаткуванні, придатному для переробки поліпропілену. Досліджені параметри структури волокон, видовження та міцність при розриві. Встановлено, що нетканий матеріал з полілактиду має у 7-30 разів вищу міцність при розриві та у 7-10 разів менше видовження при розриві порівняно з нетканим матеріалом з поліпропілену у дослідженому інтервалі медіанних діаметрів волокон. Встановлено залежність фізико-механічних властивостей нетканих матеріалі від середнього діаметру елементарних волокон. Встановлено технологічні можливості застосування полілактиду в якості матеріалу для виготовлення нетканих фільтрувальних матеріалів.

This article aims to study and compare the physical and mechanical properties of nonwoven materials made of polylactic acid and polypropylene. Non-woven polymer materials made of polypropylene and polylactic acid were obtained by the method of aerodynamic spraying of melt on a receiving drum (melt-blown) on a laboratory installation. Physico-mechanical properties such as strength and elongation at break were evaluated using a P-5 tensile machine (according to ISO 5725-1). The rheological characteristics of the studied polymers were evaluated by measuring the melt flow index according to ISO 1133. The possibility of manufacturing non-woven material from polylactic acid on equipment suitable for polypropylene processing has been experimentally confirmed. The parameters of fiber structure, elongation, and breaking strength were investigated. Polylactic acid non-woven material was found to have 7-30 times higher tensile strength and 7-10 times less elongation at break compared to polypropylene non-woven material in the investigated range of median fiber diameters. The dependence of the physical and mechanical properties of non-woven materials on the average diameter of elementary fibers was established. The technological possibilities of using polylactic acid as a material for the production of non-woven filter materials have been established.