Immiscible polymer blends of semicrystalline biocompatible components: thermal properties and phase morphology analysis of PLLA/PCL blends

Abstract

Immiscible binary blends of poly(l,l-lactide) (PLLA), and poly(1-caprolactone) (PCL), with 90/10, 80/20 and 70/30 wt% compositions, as well as ternary PLLA/PCL blends containing 0.5±5 wt% of a triblock PLLA/PCL/PLLA copolymer, were obtained by melt mixing using a twin screw extruder. Optical microscopy investigation of binary blends revealed the immiscibility of the components. The thermal behaviour of the blends was investigated by DSC and DMTA and compared with that of pure PLLA. The PLLA crystallization rate was enhanced in the presence of PCL domains. Morphological analysis of the cryofractured and etched±smoothed surfaces was carried out by SEM on both binary and ternary blends. A dimensional analysis of the PCL domains in binary and ternary blends was also performed in order to evaluate the in¯uence of the presence of the triblock copolymer on the dispersion mode of PCL in the PLLA matrix. q

Thermal, rheological and microstructural characterisation of commercial biodegradable polyesters

“…Interestingly, and in contrast to the "moulded" PLA 4032 sample, the second and third events again arise in the second heating ramp, leading to the formation of 4.2 and 0.8 % of crystals during post-melt crystallization and cold crystallization (both at 10 ºC/min), respectively. Hence, this result suggests that PCL may induce a faster formation of PLA crystals upon cooling [15]. Yet, the crystals content is far from that corresponding to the first heating ramp.…”

Estudo do comportamento mecânico e biocompatibilidade de blendas PLA/PCL compatibilizadas e não-compatibilizadas

“…Contudo, estes dois polímeros são reportados na literatura como sendo imiscíveis [20]. Por esse motivo, optou-se por, além de testar-se formulações não compatibilizadas das blendas, testar-se dois diferentes tipos de compatibilizantes, ambos copolímeros em bloco de PCL: PCL-b-PTMEG (Politetrametileno éter glicol, um poliéter alifático) e PCL-b-PC (Policarbonato).…”

“…Antes de prosseguir, é importante ressaltar que o processamento tem papel fundamental na morfologia apresentada pelas blendas. Fatores como a composição da blenda, a taxa de cisalhamento utilizada no processamento, a razão entre as viscosidades dos componentes, se há recozimento do material, tempo e temperatura de processamento têm grande influência na morfologia mostrada [20,85,86].…”

“…Cabe aqui uma observação importantíssima. Pelo fato de a temperatura de fusão do PCL e a temperatura de transição vítrea do PLA estarem muitas vezes sobrepostas, na maioria dos casos, adotou-se o procedimento não usual de medir-se a T g do PLA durante o resfriamento 20 .…”

“…Com isso, podem-se separar as propriedades do material propriamente dito das condições induzidas pelo processamento. 20 Embora não seja usual, este procedimento não é teoricamente incorreto, uma vez que este processo é reversível e não constitui de uma transição "real", ver Eq. (10-5) e (10-6).…”