Abstract Multi-walled carbon nanotube (MWCNT) reinforced polylactide (PLA) nanocomposites were injected molded into a mold with micro needle patterns. In order to alleviate the hesitation effect caused by an increased melt viscositgy of PLA/CNT nanocomposites, the effects of the injection speed and holding pressure on the replication property were investigated. The effects of MWCNTs on the crystallization, thermal behavior, replication properties, replication and surface properties of micro injection molded PLA/CNT nanocomposites were investigated. An analysis of crystallinity and thermal behavior indicated that the MWCNTs promoted the unique α’ to α crystal transition of PLA, leading to an enhancement of surface modulus and hardness, as measured using a nanoindentation technique. The specific interaction between PLA and MWCNTs was characterized using an equilibrium melting point depression technique. Furthermore, the MWCNTs increased the activation energy for thermal degradation of PLA due to the physical barrier effect. The improved replication quality of the microfeatures in the PLA/MWCNT nanocomposites has been achieved by elevating injection speed and holding pressure, which enhances the polymer filling ability within the micro cavity. A replication ratio greater than 96% for the micro injection molded PLA/CNT nanocomposites were achieved at holding pressure of 100 MPa and injection speed of 120 mm/s. This study shows that processing conditions significantly influence the replication and surface properties of micro injection molded PLA/CNT nanocomposites.

中文翻译：

---

微注射成型 PLA/MWCNT 纳米复合材料的复制和表面性能

摘要 将多壁碳纳米管 (MWCNT) 增强的聚乳酸 (PLA) 纳米复合材料注射成型到具有微针图案的模具中。为了减轻PLA/CNT纳米复合材料熔体粘度增加引起的犹豫效应，研究了注射速度和保压压力对复制性能的影响。研究了多壁碳纳米管对微注射成型 PLA/CNT 纳米复合材料的结晶、热行为、复制性能、复制和表面性能的影响。结晶度和热行为分析表明，MWCNTs 促进了 PLA 独特的 α' 到 α 晶体转变，导致表面模量和硬度的提高，如使用纳米压痕技术测量的那样。PLA 和 MWCNTs 之间的特定相互作用使用平衡熔点降低技术进行表征。此外，由于物理屏障效应，多壁碳纳米管增加了 PLA 热降解的活化能。通过提高注射速度和保压压力，提高了 PLA/MWCNT 纳米复合材料中微观特征的复制质量，从而增强了微腔内的聚合物填充能力。在 100 MPa 的保压压力和 120 mm/s 的注射速度下，微注射成型的 PLA/CNT 纳米复合材料的复制率大于 96%。该研究表明，加工条件显着影响微注射成型 PLA/CNT 纳米复合材料的复制和表面性能。此外，由于物理屏障效应，多壁碳纳米管增加了 PLA 热降解的活化能。通过提高注射速度和保压压力，提高了 PLA/MWCNT 纳米复合材料中微观特征的复制质量，从而增强了微腔内的聚合物填充能力。在 100 MPa 的保压压力和 120 mm/s 的注射速度下，微注射成型的 PLA/CNT 纳米复合材料的复制率大于 96%。该研究表明，加工条件显着影响微注射成型 PLA/CNT 纳米复合材料的复制和表面性能。此外，由于物理屏障效应，多壁碳纳米管增加了 PLA 热降解的活化能。通过提高注射速度和保压压力，提高了 PLA/MWCNT 纳米复合材料中微观特征的复制质量，从而增强了微腔内的聚合物填充能力。在 100 MPa 的保压压力和 120 mm/s 的注射速度下，微注射成型的 PLA/CNT 纳米复合材料的复制率大于 96%。该研究表明，加工条件显着影响微注射成型 PLA/CNT 纳米复合材料的复制和表面性能。通过提高注射速度和保压压力，提高了 PLA/MWCNT 纳米复合材料中微观特征的复制质量，从而增强了微腔内的聚合物填充能力。在 100 MPa 的保压压力和 120 mm/s 的注射速度下，微注射成型的 PLA/CNT 纳米复合材料的复制率大于 96%。该研究表明，加工条件显着影响微注射成型 PLA/CNT 纳米复合材料的复制和表面性能。通过提高注射速度和保压压力，提高了 PLA/MWCNT 纳米复合材料中微观特征的复制质量，从而增强了微腔内的聚合物填充能力。在 100 MPa 的保压压力和 120 mm/s 的注射速度下，微注射成型的 PLA/CNT 纳米复合材料的复制率大于 96%。该研究表明，加工条件显着影响微注射成型 PLA/CNT 纳米复合材料的复制和表面性能。在 100 MPa 的保压压力和 120 mm/s 的注射速度下，微注射成型的 PLA/CNT 纳米复合材料的复制率大于 96%。该研究表明，加工条件显着影响微注射成型 PLA/CNT 纳米复合材料的复制和表面性能。在 100 MPa 的保压压力和 120 mm/s 的注射速度下，微注射成型的 PLA/CNT 纳米复合材料的复制率大于 96%。该研究表明，加工条件显着影响微注射成型 PLA/CNT 纳米复合材料的复制和表面性能。