تاثیر افزودن نانو کریستال سلولز بر خواص فیلم‌های پلیمری پلی هیدروکسی بوتیرات کووالرات

پلی هیدروکسی بوتیرات کووالرات (PHBV) یک بایوپلیمر گرمانرم و زیست تخریب‌پذیر است که بوسیله گونه‌ای از باکتری‌ها تولید می‌شود. این بایو پلیمر به دلیل خواص مشابه با پلی پروپیلن بسیار مورد توجه مجامع علمی و صنعتی واقع شده است. با وجود مزایای زیاد PHBV نسبت به پلیمرهای پتروشیمیایی، استفاده از آن به علت هزینه بر بودن فرایند تولید و همچنین پایین بودن برخی خواص فیزیکی و مکانیکی، محدود می‌باشد. یکی از روشهای برطرف کردن این مشکل استفاده از نانو ذرات بعنوان تقویت کننده است. در این پژوهش، فیلم‌های نانوکامپوزیت PHBV حاوی نانوکریستال سلولز (CNC)، تهیه شد. تاثیر افزودن CNC بر ویژگی‌های مکانیکی شامل استحکام کششی و ازدیاد طول پارگی و ویژگی‌های دینامیکی-مکانیکی شامل مدول ذخیره و تانژانت دلتا و ویژگی‌های مرفولوژی سطحی توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) و نهایتا ویژگی‌های حرارتی توسط آنالیزگرماسنجی تفاضلی (DSC) بر اساس استانداردهای مربوطه مورد ارزیابی قرار گرفت. نانو کریستال سلولز با نسبت‌های صفر، 1، 3 و 5 درصد وزنی به بایو پلیمراضافه شد و فیلم نانوکامپوزیت به روش قالبگیری محلول تهیه شد. نتایج آزمون‌های مکانیکی نشان داد که استحکام کششی با افزایش نانو کریستال سلولز تا 1 درصد افزایش یافت اما با افزدون مقادیر بالاتر، استحکام کششی کاهش یافت. همچنین تغییر طول در نقطه شکست با افزایش نانو ذرات کاهش یافت. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی پویشی حاکی از پراکنش بسیار خوب نانو ذرات در سطح 1 درصد می‌باشد. نتایج آزمون دینامیکی- مکانیکی نیز نشان داد که با افزایش درصد نانو ذرات در دماهای پایین مدول ذخیره نانوکامپوزیت‌ها افزایش می‌یابد و با افزایش دما مدول ذخیره کاهش می‌یابد. نتایج آزمون گرماسنجی تفاضلی نیز نشان داد افزودن نانو ذرات دمای انتقال شیشه‌ای را افزایش می‌دهد که احتمالا به علت ایجاد پیوندهای قوی بین پلیمر و نانو کریستال سلولز و همچنین بلورینگی بالای CNC می باشد.