ساخت و مشخصه یابی بیو نانو کامپوزیت تهیه شده از پلی لاکتیک اسید بازیافتی و نانو الیاف سلولزی باگاس

هدف اصلی از این پژوهش، تهیه و مشخصه یابی بیو نانو کامپوزیت بر پایه پلی لاکتیک اسید بازیافتی تقویت شده با نانو الیاف سلولزی باگاس می باشد. ابتدا بمنظور استخراج نانوالیاف سلولزی ازالیاف باگاس از یک روش شیمیایی مکانیکی شامل: عصاره گیری، هیدرولیز، خمیر سازی، سفیدگری، پالاینده و سوپرآسیاب استفاده شده است. مرحله خود هیدرولیز به منظور خروج همی سلولز با استفاده از آب و در یک راکتور در دمای ?c170 با زمان ماند min10انجام پذیرفت. به منظور خروج لیگنین از سدیم هیدروکسید و آنتراکینون با استفاده از همان راکتور مرحله قبل جهت بهینه کردن این مرحله استفاده شد و جهت رسیدن به بیشترین مقدار میکرو الیاف با کیفیت بهتر توسط یک نرم افزار آماری مدل و بهینه گردید. دمای ?c 150، غلظت %5/17 و مدت زمان h1شرایط مرحله بهینه در خمیر سازی بود. در نهایت به منظور بدست آمدن سلولز خالص مرحله رنگبری با استفاده از سدیم کلریت و هیدورژن پروکسید و با تکنیک عنصر کلر محدود شده انجام پذیرفت. در ادامه سوسپانسیونی از این میکروالیاف از پالاینده با 25000 دور چرخش و سوپر آسیاب با 2 بار عبور در rpm1500 عبور داده شد تا ابعاد الیاف به اندازه نانو کاهش یابد. ابعاد و مورفولوژی الیاف در مراحل مختلف عمل آوری توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی بررسی شد. همچنین نتایج بدست آمده از آنالیز ترکیب درصدهای شیمیایی نشان داد که درصد سلولز پس از عمل آوری قلیایی نسبت به مواد خام در حدود %91 افزایش یافته است. همچنین نتایج آنالیز طیف سنجی فوریه (ftir) به طور کیفی این نتایج را اثبات کرد. به منظور بررسی تغییرات مورفولوژی میکروالیاف در طول فرایند های شیمیایی از میکروسکوپ نوری (om) و میکروسکوپ عبوری روبشی (sem) بهره گرفته شد. همچنین نتیجه تصویر میکروسوپ الکترونی عبوری (tem) حاکی از استخراج موفقیت آمیز نانو الیاف با قطر حدود nm 20 بود. همچنین نتایج پراکنش نوری دینامیکی حاکی از آن بود که قطر متوسط خوشه های نانو الیافnm 860 بودند. در مرحله ی بعد بمنظور تهیه ی نانوکامپوزیت، مستربتچی از پلی لاکتیک اسید بازیافتی و نانوالیاف سلولزی باگاس که بصورت یکنواخت پراکنده شده، به مذاب پلیمری اضافه شد. به منظور تهیه مستربتچ با استفاده از حلال استن پلی لاکتیک اسید بازیافتی حل شد و نانو الیاف با استفاده از سانتری فیوژ از محیط آّب به استن منتقل شد. در ادامه به روش قالب گیری مذاب فیلم های نانوکامپوزیت شکل دهی شد. سپس خواص مکانیکی، دینامیکی-مکانیکی و عبوردهی نور نانوکامپوزیت ها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می داد که مدول یانگ و استحکام کششی فیلم ها با افزایش نانوالیاف تا 3 درصد وزنی به ترتیب %8/35 و %4/36 افزایش داشته است. آزمون دینامیکی-مکانیکی ثابت کرد دمای انتقال شیشه ای فیلم های نانوکامپوزیت با %3 وزنی نانوالیاف سلولز در حدود ?c1 نسبت به فیلم پلی لا کتیک اسید بازیافتی افزایش داشته است. همچنین آزمون تخریب پذیری نشان داد که مقاومت در برابر تخریب پذیری فیلم ها با افزایش درصد نانوالیاف افزایش قابل توجهی خواهد داشت که بیشترین در %3 وزنی بود. در نهایت تست عبورپذیری نور با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتری اثبات کرد با افزایش درصد نانوالیاف عبوردهی نور فیلمها کاهش قابل توجهی نشان میدهد.