Hochleistungs-PLA-Biko-Fasern

Im Forschungsprojekt wurden zwei verschiedene PLA-Typen - reines PLLA und reines PDLA mit jeweils Schmelztemperaturen von 180 C - mittels Compoundierung im Technikumsma stab geblendet, um die PLA-Stereokomplexstruktur (scPLA) zu generieren. Dabei wurde mit einer innovativen Prozessf?hrung das scPLA-Blend w?hrend der Extrusion mit einem Massedurchsatz vom 2 kg/h in Pulverform ausgef?llt. Die Stereokomplex-Struktur konnte zu 100 % generiert und der Schmelzbereich im Thermogramm komplett um 55 C auf 235 C erh?ht werden. Zwar konnte das scPLA-Blend zu einem Garn weiterverarbeitet werden, jedoch liegt die Festigkeit dieses Garns mit ca. 23 cN/tex weit unterhalb der Festigkeiten von PLA-Garnen, die derzeit auf dem Markt verf?gbar sind. Die Begr?ndung f?r das Nicht-Erreichen der angestrebten, hohen Festigkeit ist ein Entmischen das scPLA-Blends w?hrend der Extrusion. Eine Modifikation der klassischen Schmelzspinnanlage (u. a. Mischtorpedo und statische Mischer in der Schmelzeleitung) ist notwendig, um die Stereokomplex-Kristallstruktur w?hrend der Extrusion und beim Ausspinnen aufrechtzuerhalten bzw. weiter auszupr?gen und damit die h?here Festigkeit generieren zu k?nnen. Dieser neu aufgetretene Entwicklungsaufwand sowie die Anlagenmodifikation konnten nicht im Rahmen des Forschungsprojektes realisiert werden. Mit auf dem Markt verf?gbaren PLA-Materialien wurden Bikofasern mit einer Mantel-Kern-Struktur entwickelt. Dabei wurde ein teilkristallines PLA in den Kern und ein amorphes PLA in den Mantel gef?hrt. Aus den Bikofasern wurden Single-Polymer-Faserverbundwerkstoffe und endlosfaserverst?rkte Monofilamente f?r den 3D-Druck hergestellt. Dabei generiert der teilkristalline Kern die Festigkeit und mit dem amorphen Mantel kann die Form vorgegeben werden. Ebenso wurde die biologische Abbaubarkeit der verschiedenen PLA-Materialien in Faserform untersucht.