خواص گرمایی و رفتار آتش گیری در فیلم های نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید

Authors

  • بهزاد کرد گروه پژوهشی سلولزی و بسته بندی، پژوهشکده شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، صندوق پستی: 139-31745، ایران
  • مهدی روحانی گروه پژوهشی سلولزی و بسته بندی، پژوهشکده شیمی و پتروشیمی، پژوهشگاه استاندارد، کرج، صندوق پستی: 139-31745، ایران
Abstract:

سابقه و هدف: بهبود خواص مواد پلیمری از نظر مقاومت در برابر آتش‌گیری و افزایش پایداری گرمایی همواره مورد توجه مراکز علمی و صنعتی بوده است. پلی لاکتیک اسید (PLA) به واسطه ترکیب شیمیایی و ساختار مولکولی همانند سایر پلیمرها آتش گیر است. استفاده از پرکننده های نانومتری می تواند نقش مفیدی در بهبود پایداری گرمایی و دیرسوزی پلی لاکتیک اسید ایفاء کند. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر نانوکریستال سلولز و نانورس بر خواص گرمایی و رفتار آتش گیری فیلم های پلی لاکتیک اسید طراحی شده است.مواد و روش‌ها: فیلم های PLA و نانوکامپوزیت های آن با استفاده از روش قالب گیری حلال ساخته شد. برای بهبود سازگاری و اختلاط پذیری با پلیمر، نانوکریستال سلولز با اسید اولئیک وارد واکنش شده و اصلاح شد. ابتدا PLA در 100 میلی لیتر کلروفرم حل و به طور پیوسته در دمای اتاق هم زده شد. سپس نانو ذرات سلولز و رس با نسبت های وزنی مختلف (0 و 3 درصد) در کلروفرم پخش شده و به مدت 30 دقیقه در معرض امواج فراصوت عمل آوری شدند. در ادامه محلول پلی لاکتیک اسید و سوسپانسیون نانوذرات با یکدیگر مخلوط و برای اطمینان از پراکنش یکنواخت، تحت تیمار فراصوتی دوباره قرار گرفتند. سرانجام محلول حاصله به درون قالب‌های تفلونی ریخته و پس از تبخیر شدن حلال، فیلم‌ها از سطح قالب جدا و در داخل آون قرار داده تا کاملاً خشک شوند. سپس، برای ارزیابی خواص گرمایی و آتش گیری فیلم ها، دمای ذوب، دمای تبلور، درجه بلورینگی، مقدار حرارت آزاد شده، زمان سوختن، مقدار کاهش وزن و شاخص اکسیژن حدی نمونه ها اندازه گیری شد. بدین منظور از آزمون های گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) و گرماسنجی مخروطی استفاده شد. یافته‌ها: نتایج آزمون گرماسنجی‌روبشی‌تفاضلی مشخص کرد که با افزودن نانو ذرات، دمای ذوب، دمای تبلور و درجه بلورینگی افزایش یافت. آزمون گرماسنجی مخروطی آشکار ساخت که وجود نانوکریستال سلولز در ماده زمینه پلیمری موجب کاهش افت وزن و مقدار حرارت آزاد شده کامپوزیت ها نسبت به PLAخالص می شود. در حالی که زمان سوختن با افزودن نانوکریستال سلولز افزایش می یابد. همچنین ذرات نانورس با تشکیل لایه زغال کربنی روی سطح فیلم ها سبب کندی فرایند سوختن و به تأخیر انداختن تخریب گرمایی آن ها می شود. روند کاهش شاخص اکسیژن حدی در اثر حضور همزمان دو نوع پرکننده نانومتری به حفاظت از قسمت های داخلی کامپوزیت در اثر تشکیل سپر گرمایی در سطح و کاهش دامنه حرکتی زنجیره های پلیمری نسبت داده شد.نتیجه گیری: یافته های این پژوهش نشان داد که استفاده جداگانه از هریک از نانو ذرات سلولز و رس نقش موثری در بهبود خواص گرمایی و دیرسوزی فیلم های پلی لاکتیک داشته است. همچنین بالاترین پایداری گرمایی در نانوکامپوزیت های حاصل از حضور همزمان 3% نانوکریستال سلولز و 3% نانورس مشاهده شد. این اطلاعات می تواند نقش مهمی در طراحی نسل جدیدی از دیرسوزکننده های دوستدار محیط زیست و نانوکامپوزیت های پلیمری زیست تخریب پذیر ایفاء کند.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

خواص فیلم نانوکامپوزیت پلی(لاکتیک اسید) حاوی نانوالیاف سلولوز اصلاح شده

در این پژوهش، فیلم نانوکامپوزیت پلی(لاکتیک اسید) (PLA) حاوی نانوالیاف سلولوز (CNF)، با استفاده از روش ریخته‌گری محلول (روش قالب گیری) تهیه شد. برای بهبود سازگاری و اختلاط پذیری با پلیمر، CNF با اولئیک اسید وارد واکنش شده و اصلاح شد. نانوالیاف سلولوز اصلاح شده (MCNF)، قطبیت و ماهیت بلوری کمتری نسبت به CNF طبیعی نشان داند. در ادامه، MCNF به ترکیب فیلم PLA اضافه شده و اثر آن بر خواص شیمی- فیزیکی پ...

full text

خواص ریخت شناسی، مکانیکی و بازدارندگی فیلم های کامپوزیتی پلی لاکتیک اسید/ نانوکریستال سلولز/ نانورس

این تحقیق با هدف تولید فیلم های کامپوزیتی زیست تخریب پذیر حاصل از ذرات نانوکریستال سلولز، نانورس و پلی لاکتیک اسید (PLA) انجام شد. فیلم های نانوکامپوزیت حاوی درصدهای مختلف نانوکریستال سلولز و نانورس (0، 3 و 5 درصد وزنی) با استفاده از روش قالب گیری حلال تهیه و خواص ریخت شناسی، مکانیکی و بازدارندگی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور از آزمون تفرق اشعه ایکس (XRD) برای مطالعه کیفیت پراکنش ...

full text

خواص فیلم نانوکامپوزیت پلی(لاکتیک اسید) حاوی نانوالیاف سلولوز اصلاح شده

در این پژوهش، فیلم نانوکامپوزیت پلی(لاکتیک اسید) (pla) حاوی نانوالیاف سلولوز (cnf)، با استفاده از روش ریخته گری محلول (روش قالب گیری) تهیه شد. برای بهبود سازگاری و اختلاط پذیری با پلیمر، cnf با اولئیک اسید وارد واکنش شده و اصلاح شد. نانوالیاف سلولوز اصلاح شده (mcnf)، قطبیت و ماهیت بلوری کمتری نسبت به cnf طبیعی نشان داند. در ادامه، mcnf به ترکیب فیلم pla اضافه شده و اثر آن بر خواص شیمی- فیزیکی پ...

full text

مطالعه خواص مکانیکی، حرارتی و آنتی باکتریال فیلم پلیمری پلی لاکتیک اسید/کیتوسان/نانوذرات اکسید تیتانیوم

هدف از این تحقیق، بهبود خواص مکانیکی، حرارتی و آنتی باکتریال فیلم پلیمری پلی لاکتیک اسید/کیتوسان با اضافه کردن نانوذرات اکسید تیتانیوم می‌باشد. فیلم های پلیمری به روش محلول تهیه شدند. نانو ذرات اکسید تیتانیوم به مقدار 1، 3 و 5 درصد وزنی (wt.%) به زمینه پلیمری اضافه شد. آزمون‌ کشش به منظور تعیین استحکام کششی، مدول الاستیک، و انعطاف پذیری، آزمون حرارتی DSC به منظور بررسی رفتار حرارتی نمونه‌ها و آ...

full text

مطالعه تأثیر دما و حضور نانوتقویت کننده بر مهاجرت آنتی اکسیدان TBHQ از فیلم نانوکامپوزیت فعال برپایۀ پلی لاکتیک اسید

در این پژوهش  فیلم نانوکامپوزیت فعال بر پایۀ پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA) حاوی آنتی‌اکسیدان ترت بوتیل هیدروکینون (TBHQ) تولید شد. به‌منظور تهیۀ فیلم فعال و فیلم نانوکامپوزیت فعال PLA، به ترکیب این بیوپلیمر به ترتیب TBHQ (3درصد وزنی) و مخلوط TBHQ (3درصد وزنی) و نانوفیبر سلولز اصلاح‌شده (MCNF) (8درصد وزنی) اضافه شد. مطالعۀ رهایش آنتی‌اکسیدان نشان داد که روند رهایش TBHQ به سیمولانت اتانول 95درصد با افزود...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 23  issue ویژهنامه (2)

pages  185- 202

publication date 2017-02-19

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023