journal article·2026-03-10

Green Nanocomposites of PLA / PBAT Reinforced With Fe 3 O 4 and GNP : EMI Shielding, Mechanical, Thermal, and Morphological Analysis

R. B. Yoga Vaishnavi, Pallikarana Thirumala Abigna, Sai Gopal Krishna Bhagavatula, Murugasamy Kannan

Polymer Composites· Volume 47· Issue 5
Publisher page

Abstract

ABSTRACT This study focuses on the bio‐based green nanocomposites formed by melt‐mixing PLA and PBAT in a 70/30 weight ratio, with Fe 3 O 4 and Graphene Nanoplatelets (GNP) as the nanoparticles. Reinforcement with Fe 3 O 4 (3, 5, and 7 phr), GNP (3, 5, and 7 phr), and their hybrid was used to evaluate improvements in electromagnetic interference shielding effectiveness (EMI SE), thermal, mechanical, and morphological properties of the PLA/PBAT system. GNP 7 phr and hybrid 7 phr show high SE, primarily from absorption due to magnetic dipoles in Fe 3 O 4 based and interfacial polarization in GNP based nanocomposites. The 70/30 blend shows a tensile strength of 31 MPa and elongation of 4.6%, while the nanocomposites range from 22 to 30 MPa and 2%–3.2%, respectively—except for 3 phr Fe 3 O 4 , which reaches 35 MPa and 2.7%. However, in fracture toughness, the critical stress intensity factor (K IC ) increased from 1.56 to 5.7 MPa.m 0.5 and strain energy release rate per unit area (G IC ) increased from 1.68 to 18.39 kJ/m 2 for the 70/30 to 3 phr hybrid. XRD confirms Fe 3 O 4 phase retention in nanocomposites. TGA shows improved thermal stability for GNP and the hybrid composition. SEM evaluated PBAT dispersion in PLA, and FTIR showed no chemical interaction between the materials.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: biodegradable polymer synthesis and properties · Natural Fiber Reinforced Composites · Electromagnetic wave absorption materials

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemical Engineering and Materials Science Amrita School of Engineering Coimbatore India

References (80)

Show source-provided references
1. 10.1080/15583724.2012.70800410.1080/15583724.2012.708004 ↗
2. 10.1016/j.polymer.2014.07.04110.1016/j.polymer.2014.07.041 ↗
3. 10.1080/17518253.2015.110971510.1080/17518253.2015.1109715 ↗
4. 10.1016/j.ijbiomac.2016.04.06910.1016/j.ijbiomac.2016.04.069 ↗
5. 10.1021/ma200627e10.1021/ma200627e ↗
6. 10.1039/c2ee02480b10.1039/c2ee02480b ↗
7. 10.1002/pola.2683310.1002/pola.26833 ↗
8. 10.1021/ma500019910.1021/ma5000199 ↗
9. 10.1002/pen.1151810.1002/pen.11518 ↗
10. 10.1557/mrs2007.22910.1557/mrs2007.229 ↗
11. 10.1021/nl020215210.1021/nl0202152 ↗
12. 10.1021/ma011613e10.1021/ma011613e ↗
13. 10.1021/bm700629510.1021/bm7006295 ↗
14. 10.1002/app.201810.1002/app.2018 ↗
15. 10.1021/bm040002210.1021/bm0400022 ↗
16. 10.1016/S0032‐3861(01)00086‐610.1016/S0032‐3861(01)00086‐6 ↗
17. 10.1016/j.polymdegradstab.2014.01.02510.1016/j.polymdegradstab.2014.01.025 ↗
18. 10.1016/j.polymer.2004.10.04710.1016/j.polymer.2004.10.047 ↗
19. 10.1002/pi.470010.1002/pi.4700 ↗
20. 10.1016/j.polymer.2005.10.05610.1016/j.polymer.2005.10.056 ↗
21. 10.1016/S0032‐3861(03)00218‐010.1016/S0032‐3861(03)00218‐0 ↗
22. 10.1007/s10853‐010‐4753‐410.1007/s10853‐010‐4753‐4 ↗
23. 10.1007/BF0321902010.1007/BF03219020 ↗
24. 10.1007/s00289‐009‐0072‐910.1007/s00289‐009‐0072‐9 ↗
25. 10.22063/poj.2023.3444.127110.22063/poj.2023.3444.1271 ↗
26. 10.1007/s00289‐015‐1331‐610.1007/s00289‐015‐1331‐6 ↗
27. 10.1016/j.aiepr.2020.01.00110.1016/j.aiepr.2020.01.001 ↗
28. 10.1002/pen.2477010.1002/pen.24770 ↗
29. 10.1007/s00397‐014‐0774‐210.1007/s00397‐014‐0774‐2 ↗
30. 10.1016/j.compositesb.2019.10702810.1016/j.compositesb.2019.107028 ↗
31. 10.1039/D4MA00233D10.1039/D4MA00233D ↗
32. 10.1016/j.polymer.2022.12480410.1016/j.polymer.2022.124804 ↗
33. 10.3390/polym1503076210.3390/polym15030762 ↗
34. 10.3390/polym1524466210.3390/polym15244662 ↗
35. 10.1016/j.compositesb.2022.11022310.1016/j.compositesb.2022.110223 ↗
36. S.Kashi R. K.Gupta N.Kao andS. N.Bhattacharya “Preparation and Characterization of Poly Lactide and Poly (Butylene Adipate‐Co‐Terephthalate) Nanocomposites Reinforced With Graphene Nanoplatelet ”2016.10.1063/1.5016691 ↗
37. 10.1016/j.matdes.2016.07.06210.1016/j.matdes.2016.07.062 ↗
38. 10.1007/s10965‐022‐03353‐310.1007/s10965‐022‐03353‐3 ↗
39. 10.1016/j.matlet.2019.06.04010.1016/j.matlet.2019.06.040 ↗
40. 10.1016/j.mseb.2025.11799410.1016/j.mseb.2025.117994 ↗
41. 10.1016/B978-0-12-817590-3.00010-510.1016/B978-0-12-817590-3.00010-5 ↗
42. 10.1111/j.1574-6968.1992.tb05856.x10.1111/j.1574-6968.1992.tb05856.x ↗
43. 10.1002/app.5377810.1002/app.53778 ↗
44. 10.1016/j.surfin.2024.10547710.1016/j.surfin.2024.105477 ↗
45. 10.1002/app.5708710.1002/app.57087 ↗
46. 10.1002/pat.408910.1002/pat.4089 ↗
47. 10.1007/s12221‐021‐1006‐x10.1007/s12221‐021‐1006‐x ↗
48. 10.3390/ma1304098310.3390/ma13040983 ↗
49. 10.1016/j.nanoms.2024.04.01410.1016/j.nanoms.2024.04.014 ↗
50. 10.1177/0892705725134280510.1177/08927057251342805 ↗
51. 10.1002/app.5249410.1002/app.52494 ↗
52. 10.1016/j.compscitech.2010.05.01610.1016/j.compscitech.2010.05.016 ↗
53. 10.1016/j.carbon.2023.02.01210.1016/j.carbon.2023.02.012 ↗
54. 10.1016/j.cej.2019.03.16410.1016/j.cej.2019.03.164 ↗
55. 10.1039/D3RA07245B10.1039/D3RA07245B ↗
56. 10.1016/j.compositesb.2019.10766110.1016/j.compositesb.2019.107661 ↗
57. 10.1007/s00396‐021‐04822‐910.1007/s00396‐021‐04822‐9 ↗
58. 10.1016/j.compositesa.2019.10565010.1016/j.compositesa.2019.105650 ↗
59. 10.1016/j.polymdegradstab.2008.10.00410.1016/j.polymdegradstab.2008.10.004 ↗
60. 10.1007/s10924‐018‐1256‐x10.1007/s10924‐018‐1256‐x ↗
61. 10.1016/j.biortech.2010.05.07510.1016/j.biortech.2010.05.075 ↗
62. 10.1016/j.radphyschem.2020.10923910.1016/j.radphyschem.2020.109239 ↗
63. 10.1007/s10924‐023‐02925‐810.1007/s10924‐023‐02925‐8 ↗
64. 10.1039/C7RA06427F10.1039/C7RA06427F ↗
65. 10.1016/j.polymer.2017.03.01110.1016/j.polymer.2017.03.011 ↗
66. 10.1080/15440478.2017.130238210.1080/15440478.2017.1302382 ↗
67. 10.1007/s10068‐015‐0218‐510.1007/s10068‐015‐0218‐5 ↗
68. 10.1039/c9ra10827k10.1039/c9ra10827k ↗
69. 10.1088/1742‐6596/1943/1/01201410.1088/1742‐6596/1943/1/012014 ↗
70. 10.1016/j.ceramint.2020.12.29110.1016/j.ceramint.2020.12.291 ↗
71. 10.7569/JRM.2016.63411710.7569/JRM.2016.634117 ↗
72. 10.1016/j.polymer.2018.05.03710.1016/j.polymer.2018.05.037 ↗
73. 10.1515/epoly‐2020‐000510.1515/epoly‐2020‐0005 ↗
74. 10.1016/j.polymer.2016.06.04410.1016/j.polymer.2016.06.044 ↗
75. 10.1016/j.polymertesting.2024.10838310.1016/j.polymertesting.2024.108383 ↗
76. 10.1016/j.lwt.2015.12.06210.1016/j.lwt.2015.12.062 ↗
77. 10.3390/nano1008161510.3390/nano10081615 ↗
78. 10.1515/revce‐2021‐001610.1515/revce‐2021‐0016 ↗
79. 10.1016/j.matpr.2021.01.50110.1016/j.matpr.2021.01.501 ↗
80. 10.1016/j.jmrt.2020.08.06410.1016/j.jmrt.2020.08.064 ↗