نام پژوهشگر: نورالدین گودرزیان
رامک بخشی حسن زارع علی آبادی
در این پژوهش، خواص شکل شناسی، مکانیکی و گرمایی آلیاژ ها و نانوکامپوزیت های پلی اتیلن سبک –پلی اتیلن سبک خطی- نشاسته گرمانرم (tps) بررسی شده است. فیلم های آلیاژی حاوی مقادیر مختلف (10-30% وزنی) نشاسته گرمانرم و 10% وزنی pe-g-ma به عنوان سازگارکننده، با استفاده از اکسترودر دو مارپیچه تهیه شدند. سپس با استفاده از دستگاه فیلم دمشی به فیلم هایی با ضخامت مشخص تبدیل شدند. آلیاژ پلی اتیلن سبک - پلی اتیلن سبک خطی (70/30) نیز به عنوان نمونه شاهد تهیه شده است. همچنین نمونه هایی حاوی نانوذرات سیلیکاتی با استفاده از نمونه آلیاژ انتخابی (حاوی 10% نشاسته) و مقادیر مختلف (1 تا 3% وزنی) نانوذرات سیلیکاتی با نام تجاری cloisite®15a از طریق فرآیند اکستروژن و با استفاده از اکسترودر دومارپیچه تهیه گردید و با استفاده از فیلم دمشی به فیلم هایی با ضخامت معین تبدیل شدند. اندازه گیری خواص مکانیکی، گرمایی و جذب آب همه نمونه ها با استفاده از روش های استاندارد انجام گرفت. نتایج اندازه گیری شاخص جریان مذاب (mfi) آلیاژها نشان داد که با افزایش مقدار نشاسته، mfiنمونه ها کاهش می یابد. در مورد نانوکامپوزیت ها نیز کاهش در mfiو در نتیجه افزایش در گرانروی ظاهری با افزایش مقدار نانوذرات مشاهده گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) آلیاژ ها بهبود پراکندگی ذرات نشاسته در ماتریس پلی اتیلن و افزایش چسبندگی بین فازها با افزودن 10% نشاسته و در حضور pe-g-ma را تأیید کرد. پراش اشعه ایکس (xrd) نانوکامپوزیت ها، انتقال پیک پراش به زوایای کمتر و در نتیجه افزایش در فضای بین لایه ای نانوذرات، با افزایش مقدار cloisite®15a را نشان داد. این تصاویر نشان دادند که در مورد همه نانوکامپوزیت ها ساختار بین لایه ای تشکیل شده است. خواص مکانیکی (از قبیل استحکام کششی نهایی، ازدیاد طول در نقطه شکست، مدول یانگ، استحکام ضربه ای نسبی و استحکام پاره گی) آلیاژ ها با افزایش مقدار نشاسته کاهش پیدا کرد اما با این وجود نمونه حاوی 10% وزنی نشاسته گرمانرم،خواص مکانیکی مورد نیاز برای تهیه پلاستیک های بسته بندی یکبار مصرف را دارند. در مورد نانوکامپوزیت ها نیز افزایش در استحکام کششی نهایی و مدول یانگ و کاهش در ازدیاد طول در نقطه شکست و استحکام ضربه ای نسبی و نیز مقاومت پاره گی با افزایش مقدار cloisite®15a بدست آمد. نتایج خواص گرمایی نیز نشان داد که افزودن نشاسته به آلیاژ ldpe/llpe و نیز افزودن نانوذره خاک رس به آلیاژ حاوی 10% نشاسته، اثر چشمگیری بر خواص گرمایی نمونه های مربوطه نداشته است. جذب آب آلیاژ ها با افزایش مقدار نشاسته و با گذشت زمان افزایش پیدا کرد. نتایج جذب آب نانوکامپوزیت ها نیز نشان داد که این نمونه ها جذب آب کمتری نسبت به نمونه آلیاژ انتخابی داشته و همچنین با افزایش مقدار نانوذره، جذب آب آنها کاهش یافته است
ابوالفضل کی منش حسن زارع علی آبادی
از میان پلیمرهای مختلف، پلی اتیلن ها و به ویژه پلی اتیلن سبک به طور گسترده به عنوان ماده بسته بندی فعال جایگاه مهمی را در صنعت بسته بندی به خود اختصاص داده است. در میان انواع محصولات تهیه شده از پلی اتیلن سبک، فیلم بیشترین حجم تولید را به خود اختصاص داده است. فیلم های پلی اتیلن سبک برای بسته بندی غذایی، فیلم ها و پوشش های کشاورزی و ... مورد استفاده قرار گرفته اند. علت آن دارا بودن ویژگی های فرآیندی مطلوب، خواص مکانیکی و حرارتی خوب، وزن کم، قیمت پایین و خنثی بودن (نسبت به مواد غذایی) است.کوپلیمر (اتیلن وینیل استات) (eva) نیز یک پلاستیک منحصر بفرد است که به طور گسترده در صنعت بسته بندی مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از مهمترین ویژگی های این ماده پلیمری خواص نوری و شفافیت بسیار مطلوب آن است که منجر به جذابیّت فیلم بسته های بسته بندی شده است. این ماده می تواند در ترکیب با ldpe نقطه نرم شدگی و ذوب آن را پایین آورده و مقاومت به ضربه و نیز مقاومت در برابر سوراخ شدگی آن را افزایش دهد. همچنین فیلم های تهیه شده از مخلوط ldpe و eva می توانند خواص کششی خوب و شفافیت بسیار مطلوبی نشان دهند. خواص فیلم های تهیه شده از ldpe-eva می تواند در حضور نانوذره خاک رس نیز افزایش یا بهبود یابد. برای بررسی تأثیر مقدار eva در آلیاژ بر خواص اندازه گیری شده، از مقادیر متفاوت eva استفاده شده و تغییر مقدار eva بر خواص مورفولوژی، مکانیکی، حرارتی و نوری مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج، افزایش استحکام ضربه و بهبود شفافیت و کیفیت ظاهری و همچنین کاهش خواص کششی و دمای کریستالیزاسیون با افزایش مقدار eva را تأیید کرد. پس ازتعیین بهترین مقدار eva و انتخاب نمونه بهینه، اثر نانوذره خاک رس بر خواص مورفولوژی، مکانیکی، حرارتی و نوری آلیاژ انتخابی مطالعه گردید. نتایج آنالیزهای xrd و tem توزیع خوبی از پرکننده های نانویی را نشان دادند. بهبود در مقاومت کششی، مدول کششی، استحکام پارگی، افزایش دمای کریستالیزاسیون و نیز کاهش ازدیاد طول در شکست و مقاومت ضربه در حضور نانوذره و با افزایش مقدار آن بدست آمد