Effect of Antioxidant 1010 on Oxidative Degradation of Poly（lactic acid） for 3D Printing

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.014

Abstract

Abstract:

To understand the effect of antioxidant 1010 （KY1010） on the properties of poly（lactic acid）（PLA） wire materials for 3D printing， a modified wire material for 3D printing was prepared by melt blending extrusion， and then a composite material was prepared by FDM process using this modified wire material. The effect of antioxidant addition on the oxidation induction period， tensile properties， dynamic thermal mechanical properties and mechanical properties of PLA wire material was investigated. The results indicated that KY1010 effectively improved the oxidation resistance of PLA. The tensile strength and storage modulus of PLA increased at first and then tended to decrease with an increase in the concentration of KY1010. However， its elongation at break decreased gradually， and the oxidation induction time and oxidation induction temperature increased gradually with an increase in the concentration of KY1010. On the other hand， the tensile strength and elastic modulus of the composites increased at first and then decreased with the concentration of KY1010， but the impact strength and notch impact strength increased gradually. The PLA wire material achieved the optimum comprehensive performance with the addition of 0.5 wt % KY1010. In this case， the oxidation induction time and oxidation induction temperature of the PLA wire material increased by 1 655.19 % and 16.91 %， respectively. Its tensile strength increased by 15.35 %， but its elongation at break decreased by 29.43 %. Moreover， its storage modulus reached a maximum value. The composite material achieved an increase in tensile strength by 26.04 % and in elastic modulus by 33.23 %. A comparative experiment indicated that TGA was more suitable to measure the oxidation induction period of PLA than DSC.

Key words: poly（lactic acid）, antioxidant, three?dimensional printing, oxidation induction time, mechanical property

CLC Number:

TQ 314.2

TAN Yulin, WANG Cuicui, LI Mingpeng, WANG Ge, CHENG Haitao. Effect of Antioxidant 1010 on Oxidative Degradation of Poly（lactic acid） for 3D Printing[J]. China Plastics, 2021, 35(1): 84-90.

Figures/Tables 10

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样品编号	PLA/%	KY1010/%
PLA?0	100	0
KY(0.1)?0	100	0.1
KY(0.3)?0	100	0.3
KY(0.5)?0	100	0.5
KY(1)?0	100	1

样品编号	PLA/%	KY1010/%
PLA?0	100	0
KY(0.1)?0	100	0.1
KY(0.3)?0	100	0.3
KY(0.5)?0	100	0.5
KY(1)?0	100	1

样品	DSC		TG		相对误差/%
样品	氧化诱导时间/min	相对对照样增长率/%	氧化诱导时间/min	相对对照样增长率/%	相对误差/%
PLA?0	5.20	—	6.25	—	20.19
KY(0.1)?0	34.34	560.38	36.71	487.36	6.9
KY(0.3)?0	55.93	975.58	72.02	1 052.32	28.75
KY(0.5)?0	91.27	1 655.19	92.26	1 376.16	1.08
KY(1)?0	>120	>2 207.69	>120	>1 820	—

样品	DSC		TG		相对误差/%
样品	氧化诱导时间/min	相对对照样增长率/%	氧化诱导时间/min	相对对照样增长率/%	相对误差/%
PLA?0	5.20	—	6.25	—	20.19
KY(0.1)?0	34.34	560.38	36.71	487.36	6.9
KY(0.3)?0	55.93	975.58	72.02	1 052.32	28.75
KY(0.5)?0	91.27	1 655.19	92.26	1 376.16	1.08
KY(1)?0	>120	>2 207.69	>120	>1 820	—

样品	DSC		TG		相对误差/%
样品	氧化诱导温度/℃	相对对照样增长率/%	氧化诱导温度/℃	相对对照样增长率/%	相对误差/%
PLA?0	248.31	—	306.85	—	23.57
KY(0.1)?0	277.82	11.88	307.93	0.35	10.84
KY(0.3)?0	286.99	15.58	309.04	0.71	7.68
KY(0.5)?0	290.32	16.91	311.70	1.58	7.36
KY(1)?0	299.11	20.46	314.41	2.46	5.12