بررسی اثر حضور ذرات نانورس و نشاسته اصلاح شده روی خواص پلی لاکتیک اسید شبکه ای به کمک روش پاسخ رویه سطح

با توجه به اینکه استفاده از پلیمرهای بر پایه مشتقات نفتی که سرعت تخریب بسیار پایینی دارندآسیب های جدی به محیط زیست رسانده است؛ امروزه استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر که از منابع تجدیدشدنی به دست می آیند در صنایع مختلف بسیار مورد توجه قرارگرفته است.یکی از این پلیمرها، پلی لاکتیک اسید(pla) می باشد. هدف از این تحقیق بررسی اثر حضور ذرات نانورس و نشاسته ی اصلاح شده روی خواص پلی لاکتیک اسید شبکه ای شده بود.در این مطالعه ابتدا نشاسته ی گرمانرم مالئیکه شده(mtps) توسط واکنشگر مالئیک انیدرید(ma) و در حضور نرم کننده ی گلیسرول با استفاده از مخلوط کن داخلی تهیه شد.مقادیر متغیر mtps به همراه ذرات نانورس و کمک عامل شبکه ای کننده تری آلیل ایزوسیانورات (taic) به اضافه ی%wt 1 آغازگر دی کیومیل پراکساید(dcp) ،در بازه های زمانی مشخص به pla درون مخلوط کن داخلی در دمای°c 180 افزوده شدند.در این پژوهش، جهت تحلیل داده ها طراحی آزمایش به روش box-behnken با استفاده از سه متغیر در سه سطح انجام گرفت.متغیرهای مورد بررسی در این آزمایش عبارتند از mtps: با مقادیر 30،40 و%wt 50، نانورس با مقادیر 0،2 و%wt 4 و taic که با مقادیر 0،1 و%wt 2 انتخاب گردید. این طراحی آزمایش به کمک نرم افزار minitab 16 انجام گرفت که به روش فوق تعداد 15 نمونه برای تهیه و بررسی انتخاب شدند. نتایج حاصل از آزمون dsc نشان داد کهmtps، دمای ذوب ودرصد بلورینگی pla شبکه ای شده را کاهش می دهد اما با افزایش مقدارmtps به%wt 50 شاهد افزایش دمای ذوب و درصد بلورینگی بودیم.از طرفی افزایش نانورس باعث افزایش دمای ذوب و درصد بلورینگی شده است.پایداری حرارتی نمونه به وسیله آزمون tga مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آزمون نشان داد که حضور نشاسته اصلاح شده دمای شروع تخریب حرارتی pla شبکه ای شده را کاهش داده است اما با افزایش مقدار نشاسته به%wt 50 منجر به افزایش آن شده است.حضور %wt 4 نانورس باعث کاهش دمای شروع تخریب حرارتی شده است در حالیکه باعث افزایش قابل ملاحظه ای در دمای تخریب نهایی (tmax) شده است.نتایج آزمون sem جهت بررسی مورفولوژی آمیزه ها، نشان داد که اصلاح نشاسته باعث توزیع بهتر آن در ماده زمینه pla شده است. به منظور مطالعه ی ریزساختار ذرات نانو،آزمون پراش اشعه ایکس در زوایای کوچک (saxs) انجام شد. نتایج حاصل ازاین آزمون نشان داد که اصلاح نشاسته باعث افزایش فاصله صفحات نانورس شده است و از طرفی افزایش مقدارنانورس و مقدار mtps تاثیر چندانی روی بازشدن صفحات سیلیکاتی نانورس نداشته اند.پس از تعیین درصدژل نمونه ها و انجام آزمون کشش و همچنین بررسی زیست تخریب پذیری درون لجن فعال، نتایج به کمک پاسخ رویه سطح مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج اندازه گیری درصدژل نشان داد که افزایش کمک عامل taic بطور شاخصی مقدار ژل را افزایش می دهد.افزایش mtps نیز باعث افزایش اندک درصد ژل شده است در حالیکه می توان اثر نانورس روی درصد ژل اندازه گیری شده را نادیده گرفت.نتایج به دست آمده از آزمون کشش حاکی از این بود که mtps استحکام کششی و مدول کششی را کاهش می دهد و از طرفی می تواند باعث افزایش ازدیاد طول در نقطه شکست شود.افزایش taic مدول و استحکام کششی نمونه ها را افزایش داده و منجر به کاهش ازدیاد طول درنقطه شکست شده است.حضور ذرات نانورس نیز نتایج مشابه افزایش taic را به دنبال داشت.پاسخ آزمون تخریب زیستی نشان داد که افزایش مقدار mtps درصد تخریب نمونه ها را افزایش می دهد. افزایش مقدارنانورس نیز باعث افزایش اندکی در میزان تخریب آمیزه ها شده است در حالی که افزودن کمک عامل taic با ایجاد شبکه های اتصالات عرضیpla، درصد تخریب زیستی را کاهش می دهد.