بررسی فرآیند پیوندزنی مونومر استایرن بر سطح ذرات نشاسته جهت تهیه یک بیوپلاستیک

در این پژوهش کوپلیمرپیوندی پلی استایرن- نشاسته با استفاده از یک شروع کننده حرارتی (بنزوئیل پرکسید) و دستگاه مخلوط کن داخلی به عنوان راکتور در دماهای مختلف (?c 130-110) تهیه گردید. جهت دستیابی به این محصول در ابتدا یک پیش مخلوط طبق شرایط از پیش معین شده با استفاده از مطالعات از نشاسته، مونومر استایرن و شروع کننده حرارتی تهیه شد، سپس این آمیزه به درون دستگاه مخلوط کن داخلی هدایت گردید. جهت دستیابی به بیشترین میزان پلی استایرن پیوند زده شده، عوامل فرآیندی تأثیر گذار بر روی واکنش، نظیر درصد وزنی نشاسته/مونومر استایرن، میزان شروع کننده، زمان واکنش، دور همزن و دمای واکنش مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه جهت بررسی میزان درصد پیوندزنی حاصل شده از آنالیز استخراج با استفاده از دستگاه سوکسوله و حلال تولوئن بخش هموپلیمر سنتز شده در ابتدا جداسازی شده و سپس با استفاده از وزن کردن نمونه ها درصد هموپلیمر مورد محاسبه قرار گرفت. با استفاده از این آنالیز مشاهده شده که بهترین نمونه حاوی 42/40% هموپلیمر می باشد. در ادامه جهت دستیابی به مقدار درصد پیوندزنی، از اسید استیک و پرکلریک اسید جهت جداسازی بخش پیوند زده شده از نشاسته استفاده شد. با استفاده از این روش مشاهده شده که بیشترین درصد پلیمر پیوندزده شده برابر با 60/9% می باشد. از آزمون طیف سنجی انتقال فوریه زیر قرمز (ftir) نیز جهت بررسی پیوندهای ایجاد شده در نمونه بدست آمده قبل و بعد از استخراج سوکسوله استفاده شد. این آزمون به خوبی وجود پلی استایرن پیوند زده شده بر روی ساختار ذرات نشاسته در طول موج های cm-1 700 و 765، 1460، 1553، 3058 برای c-h موجود در حلقه آروماتیک و پیک های موجود در بازه cm-1 1700-2000 برای c=c موجود در حلقه آروماتیک بعد از استخراج سوکسوله را تصدیق می نماید. آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) جهت بررسی فرآیند پیوندزنی مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی بدست آمده از محصول قبل از استخراج سوکسوله، مشاهده شد که پلی استایرن سنتز شده به خوبی سطح ذرات نشاسته را پوشانده است و نتایج بدست آمده از محصول بعد از استخراج نشان دهنده قسمت های پیوندزده شده باقی مانده بر روی سطح ذرات نشاسته می باشد. از آزمون حرارتی tga نیز برای بررسی پایداری حرارتی محصول بدست آمده قبل و بعد از استخراج سوکسوله استفاده شد. مشاهده شد که محصول بدست آمده قبل از استخراج سوکسوله تخریت حرارتی دو مرحله ای را از خود به نمایش می گذارد. مرحله اول در بازه ی دمایی ?c 355-275 رخ داده که نشان دهنده تخریب بخش نشاسته می باشد و مرحله دوم در رنج دمایی ?c 465-355 رخ داده است که نشان دهنده تخریب بخش پلی استایرن می باشد. با توجه به این نتایج مشاهده می شود که حضور پلی استایرن باعث افزایش پایداری حرارتی محصول بدست آمده شده است. جهت بررسی جریان پذیری محصول بدست آمده از آزمون تعیین شاخص جریان مذاب استفاده گردید. با استفاده از این آزمون مشاهده شد که با افزایش درصد پیوندزنی تا 60/9% میزان جریان پذیری افزایش می یابد. نتایج بدست آمده حاکی از این می باشد که نمونه های حاصل قابلیت فرآیندپذیری داشته و دارای خصلت ترموپلاستیکی می باشند.