Tytuł pozycji:
Liquid heat capacity of an amorphous poly(lactic acid)
The experimental and computed liquid heat capacity of an amorphous PLA was presented. The liquid heat capacity of PLA above the glass transition 333 K (60°C) is linked to the molecular motions and computed as the sum of vibrational, external (anharmonic), and conformational contributions. The largest contribution to the liquid heat capacity, Cp(liquid) of PLA comes from the vibrational motions calculated as the group and skeletal vibrational heat capacity. The external contribution to Cp(liquid) was calculated as a function of temperature from experimental data of the thermal compressibility and expansivity of the liquid state. The contribution of conformational heat capacity to the total heat capacity of an amorphous liquid PLA was calculated by fitting the experimental liquid heat capacity, after subtracting the vibrational and external parts, to the obtained heat capacity based on a one-dimensional Ising-type model with two discrete states. The parameters described in these states can characterise the macromolecule’s stiffness, cooperativity, and degeneracy. The computed and experimental data of Cp(liquid) showed good agreement at the investigated temperature region.
W pracy przedstawiono eksperymentalna i obliczoną pojemność cieplną ciekłego amorficznego PLA. Pojemność cieplna cieczy PLA powyżej temperatury przejścia szklistego 333 K (60°C) jest powiązana z ruchami molekularnymi i została obliczona jako suma składników wibracyjnych, zewnętrznych (nieharmonicznych) i konformacyjnych. Największy wkład w pojemność cieplną cieczy, Cp(liquid) PLA, pochodzi z ruchów wibracyjnych, obliczonych jako pojemność cieplna wibracji grupowych i szkieletowych. Zewnętrzny wkład do Cp(liquid) został obliczony jako funkcja temperatury na podstawie danych eksperymentalnych z użyciem parametrów ściśliwości i rozszerzalności cieplnej cieczy. Wkład konformacyjnej pojemności cieplnej do całkowitej pojemności cieplnej amorficznego ciekłego PLA został obliczony przez dopasowanie eksperymentalnej pojemności cieplnej cieczy, po odjęciu części wibracyjnych i zewnętrznych, do otrzymanej pojemności cieplnej opartej na jednowymiarowym modelu typu Ising z dwoma dyskretnymi stanami. Parametry opisane w tych stanach mogą charakteryzować sztywność, kooperatywność i degenerację makrocząsteczki. Obliczone dane Cp(liquid) wykazały zgodność z danymi eksperymentalnymi w badanym zakresie temperatury.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).
