مکانیک ساختارهای هوشمند

مکانیک ساختارهای هوشمند

بررسی خواص مکانیکی و زیس تتخریب پذیری فیلمهای نشاسته گرمانرم/صمغ کندر/نانورُ س

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی پلیمر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم
2 گروه مهندسی پلیمر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم.
چکیده
موضوع تحقیق: امروزه با توجه به معایبی که در انواع مختلف پلیمرهای سنتزی دیده می‌شود، گرایش به سمت استفاده از پلیمرهای تخریب‌پذیر بیشتر شده است. در سا‌ل‌های گذشته پیشرفت‌های بسیاری در زمینه تولید محصولات مختلف از نشاسته‌های گرمانرم صورت گرفته است. با توجه به قیمت پایین و همچنین خاصیت زیست‌تخریب‌پذیری استفاده از نشاسته‌های گرمانرم در حال افزایش است. یکی از روشهایی که برای بهبود خواص این پلیمرها در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از پرکننده‌ها در مقیاس نانومتری و تولید نانوکامپوزیت‌ها است. این تحقیق با هدف بررسی تأثیر حضور همزمان صمغ کندر و نانو‌رُس بر رفتار مکانیکی، حرارتی و زیست‌تخریب‌پذیری فیلم‌های بر پایه نشاسته گرمانرم انجام شد.
روش تحقیق: فیلم‌های نشاسته گرمانرم حاوی مقادیر مختلف صمغ کندر (1، 3، 5 و 7 درصد وزنی) و نانو‌رُس (3 و 5 درصد وزنی) با استفاده از مخلوط‌کن داخلی تهیه شد. خواص مکانیکی فیلم‌ها با استفاده از آزمون کشش مورد بررسی قرار گرفت. ارزیابی پایداری و تخریب حرارتی نمونه‌ها توسط دستگاه TGA انجام شد. برای ارزیابی رفتار زیست‌تخریب‌پذیری، میزان کاهش وزن نمونه‌ها با دفن در خاک، اندازه‌گیری شد.
نتایج اصلی: خواص مکانیکی فیلم‌ها با افزودن صمغ کندر بهبود یافت. با افزایش مقدار نانو‌رُس مدول کششی افزایش یافت و پایداری حرارتی بهبود یافت. نانو‌رُس یک ماده معدنی است و مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد. با افزودن نانو‌رُس به فیلم‌ها، افت وزن نمونه‌ها کاهش یافت. کاهش تخریب‌پذیری نمونه‌ها در اثر حضور نانو‌رُس را می‌توان به بروز واکنش‌های قوی با مواد معدنی در سطح خاک نسبت داد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of mechanical properties and biodegradability of thermoplastic starch/frankincense gum/nanoclay films

نویسندگان English

Alireza Azizi 1
Melika Moghadam 2
1 Department of Polymer Engineering, Faculty of Engineering, Qom University of Technology, Qom
2 Department of Polymer Engineering, Faculty of Engineering, Qom University of Technology, Qom
چکیده English

In recent years using nanofillers and production of nanocomposites have been considered to improve the properties of polymers. This research was carried out to investigate the effect of the simultaneous presence of frankincense gum and nanoclay on the mechanical, thermal, and biodegradability behavior of films based on thermoplastic starch.
Thermoplastic starch films containing different amounts of frankincense gum (1, 3, 5, and 7% by weight) and nanoclay (3 and 5% by weight) were prepared using an internal mixer. The mechanical properties of the films were investigated using tensile tests, thermal stability of the samples was evaluated by TGA. To evaluate the behavior of biodegradability, the amount of weight loss was measured by burying the samples in the soil.
The mechanical properties of the films were improved by adding frankincense gum. The tensile modulus increased and the thermal stability improved by increasing the amount of nanoclay. Nanoclay is a mineral material and has high resistance to heat. Adding nanoclay to the films reduced the weight loss of the samples. The decrease in the degradability of the samples due to the presence of nanoclay can be attributed to the occurrence of strong reactions with minerals on the soil surface.

کلیدواژه‌ها English

Thermoplastic starch
Frankincense gum
Nanoclay
Mechanical properties
Biodegradability