Registration Number
0826U001303, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
08-05-2026
popup.evolution
.
Title
Basis of technologies for producing polylactide composites with mineral fillers
Author
Khrystyna Kysil,
popup.head Volodymyr Skorokhoda
popup.opponent Volodymyr V. Lebedev
popup.opponent Nadiya V. Sova
popup.review Serhiy M. Varvarenko
popup.review Volodymyr S. Moravskyi
popup.rada
Lviv Polytechnic National University
Description
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання, що полягає у встановленні фізико-хімічних закономірностей формування структури та властивостей композиційних матеріалів на основі полілактиду, модифікованих мінеральними наповнювачами та наночастинками срібла, а також у розробленні технологічних підходів до одержання матеріалів із регульованими експлуатаційними та функціональними характеристиками. Запропоновано підходи до направленого регулювання структури та властивостей ПЛА композитів шляхом введення мінеральних наповнювачів (тальку, кальційфосфатних сполук) і функціональних добавок, що сприяє зміні процесів кристалізації полімерної матриці, формуванню впорядкованої надмолекулярної структури та покращенню фізико-механічних і технологічних властивостей матеріалів. Встановлено особливості синтезу та стабілізації наночастинок срібла у полімерному середовищі та показано можливість їх використання для модифікування полілактидних матеріалів.
Проведено аналіз сучасного стану досліджень у галузі створення полімерних композиційних матеріалів на основі полілактиду. Розглянуто особливості полілактиду як біорозкладного полімеру, його структуру, способи синтезу та основні фізико-механічні і теплофізичні характеристики. Узагальнено літературні дані щодо технологічних підходів до одержання полілактидних композиційних матеріалів, зокрема методів екструзії, компресійного формування, інтеркаляції з розчину, полімеризації in situ та розплавного змішування. Особливу увагу приділено дослідженням композитів ПЛА з кальційвмісними мінеральними наповнювачами (гідроксіапатит, трикальційфосфат, карбонат кальцію). Проаналізовано їх вплив на механічні, теплофізичні, структурні та функціональні властивості полімерних композитів.
Як основну полімерну матрицю використано полілактид марки Ingeo 2500H. Для модифікування властивостей полімерної системи застосовано органічні та мінеральні наповнювачі, зокрема картопляний крохмаль, тальк, гідроксіапатит, трифосфат кальцію та гідроортофосфат кальцію, а також пластифікатор - епоксидовану соєву оливу. Описано методики одержання полімерних композитів та наведено комплекс фізико-хімічних та механічних методів дослідження структури і властивостей отриманих матеріалів.
Показано, що введення мінеральних наповнювачів до полімерної матриці є ефективним способом регулювання технологічних та експлуатаційних характеристик полілактиду. Дисперсні мінеральні частинки здатні впливати на процеси структуроутворення у полімерному розплаві, змінювати характер течії матеріалу та модифікувати реологічну поведінку композиційної системи.
Методами інфрачервоної спектроскопії, СЕМ та рентгеноструктурного аналізу встановлено особливості надмолекулярної організації полілактиду та зміну його структури під впливом додаткової теплової обробки і введення мінеральних наповнювачів. Виявлено, що введення тальку до полілактиду сприяє інтенсифікації процесу кристалізації полімерної матриці та формуванню більш розвиненої кристалічної структури. Частинки тальку виступають ефективними нуклеюючими агентами, які стимулюють гетерогенне зародкоутворення кристалічної фази. Показано, що додавання пластифікатора та нативного крохмалю впливає на процеси структуроутворення у полімерній системі та змінює ступінь кристалічності матеріалу. Отримані результати свідчать, що регулювання складу композицій дозволяє цілеспрямовано змінювати структуру полілактидних матеріалів і керувати їх фізико-механічними властивостями. Досліджено особливості синтезу наночастинок срібла та властивості плівкових полілактидних матеріалів, модифікованих такими наночастинками. Показано, що використання наночастинок металів, зокрема срібла, є ефективним способом надання полімерним матеріалам додаткових функціональних властивостей, зокрема антимікробної активності та покращених бар’єрних характеристик.
Досліджено особливості формування плівкових матеріалів на основі полілактиду, модифікованих наночастинками срібла. Показано, що введення наночастинок срібла у полімерну матрицю не порушує процес формування плівок та дозволяє отримувати однорідні матеріали з рівномірним розподілом нанонаповнювача. Отримані плівкові матеріали характеризуються достатньою механічною міцністю, стабільною структурою та покращеними функціональними властивостями. Наявність наночастинок срібла надає плівкам виражених антимікробних властивостей, що є особливо важливим для застосування у пакувальних матеріалах для харчових продуктів і фармацевтичної продукції.
Registration Date
2026-05-04
popup.nrat_date
2026-05-04 / 2026-07-01
