Investigating of Transesterification and Properties of Polyethylene Terephthalate/Polylactic Acid Blend Film

Document Type : Original Article

Authors
Maryam Kheirandish 1
Mohammad Reza Mohades Mojtahedi 1
Hossein Nazokdast 2
1 Department of Textile Engineering, Amirkabir University of Technology, P.O. Box 15875-4413, Tehran, Iran
2 Department of Polymer Engineering, Amirkabir University of Technology, P.O. Box 15875-4413
10.48302/jtp.2023.350511.1243
Abstract
Because of the growing need for more sustainable materials, the production of bio-based and biodegradable plastic products has been rapidly increasing in recent years. These materials can be used in a variety of applications, the majority of which are in the packaging industry. In this research blend of polylactic acide (PLA) with polyethylene terephthalate (PET) was prepared. The surface tension measurements were used to estimate interfacial tension values between the two blend components and the findings showed good adhesion between the two components. Morphology was investigated through scanning electron microscopy (SEM) and the results showed PET and PLA was immiscible, but compatible with each other, characteristics also reflected in the microstructure. FTIR studies illustrated the PLA structure in the PET matrix. Interactions were analyzed by 1H NMR and the exchange reaction was confirmed. DSC results showed shifting in glass transition temperatures (Tg) that indicate interactions between these materials. Because of formed copolymers through transesterification, the crystallization process in the film became difficult as the PLA was added to the PET matrix. Presence of PET crystals in the blend film was confirmed by X-ray scattering patterns.
Keywords
polyethylene terephthalate
poly lactic acid
blend polymer
transesterification
PET-PLA copolyester
Subjects

Article Title Persian

بررسی تبادل استری و خواص فیلم آمیخته پلی اتیلن ترفتالات-پلی لاکتیک اسید

Authors Persian

مریم خیراندیش 1
محمدرضا محدث مجتهدی 1
حسین نازکدست 2
1 دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
Abstract Persian

به دلیل نیاز روزافزون به مواد کاربردی مختلف، تولید محصولات پلاستیکی زیست‌تخریب‌پذیر در سال های اخیر به سرعت در حال افزایش است. این مواد را می توان در مصارف متفاوتی استفاده کرد که عمده آن در صنعت بسته بندی می باشد. در این تحقیق فیلم پلیمری از ترکیب کردن پلی لاکتیک اسید (PLA) که یک پلی‌استر زیست‌تخریب‌پذیر است با پلی اتیلن ترفتالات (PET) تهیه شد. اندازه‌گیری‌های کشش سطحی برای تخمین مقادیر انرژی سطحی بین دو جزء ترکیبی استفاده شد و یافته‌ها چسبندگی خوبی بین دو جزء را نشان داد. ریزساختار از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد PET و PLA در فیلم تهیه شده امتزاج‌ناپذیر، اما با یکدیگر سازگار هستند. مطالعات FTIR برای بررسی ساختار انجام گردید. برهم‌کنش‌ها توسط H NMR1 تجزیه و تحلیل شد و واکنش تبادل استریتایید شد. نتایج DSC تغییر در دمای انتقال شیشه ای را نشان داد که این نیز برهمکنش بین این مواد را نشان می دهد. به دلیل کوپلیمرهای تشکیل شده از طریق ترانس استری، فرآیند تبلور در فیلم با اضافه شدن PLA به ماتریس PET دشوار شد. وجود بلورهای PET در فیلم مخلوط با الگوهای پراکندگی اشعه ایکس تایید شد.

Keywords Persian

پلی لاکتیک اسید
پلی اتیلن ترفتالات
تبادل استری
فیلم پلیمری
کوپلیمر(پلی لاکتیک-اتیلن ترفتالات)
[1] G. Reiter, J. Xu, S. Körber, K. Moser, and J.
Diemert, “Development of high temperature resistant
stereocomplex PLA for injection mouldingˮ, Polymers,
vol. 14, no. 3, pp. 384, 2022.
[2] A.M. Torres-Huerta, D. Del Angel-López, M.A.
Domínguez-Crespo, D. Palma-Ramírez, M.E. Perales-
Castro, and A. Flores-Vela, “Morphological and
mechanical properties dependence of PLA amount
in PET matrix processed by single-screw extrusionˮ,
Polym. Plast. Technol. Eng., vol. 55, no. 7, pp. 672-
683, 2016.
[3] M. Aldas, C. Pavon, H. De La Rosa-Ramírez, J.M.
Ferri, D. Bertomeu, M.D. Samper, and J. López-
Martínez, “The impact of biodegradable plastics in the
properties of recycled polyethylene terephthalateˮ, J.
Polym. Environ., vol. 29, pp. 2686-2700, 2021.
[4] M. Perales-Castro and A. Torres-Huerta, Microscopy
Study of PET–PLA Blends, Researchgate.Net.
(n.d.). https://www.researchgate.net/profile/
MA_Dominguez-Crespo/publication/267199293_
M i c r o s c o p y _ S t u d y _ o f _ P E T _ - _ P L A _ B l e n d s /
links/5506e7870cf2d7a2812261d0/Microscopy
Journal of Textiles and Polymers
Volume 11, Issue 2
Spring 2023
Pages 15-3