عنوان پایان‌نامه
تهیه و مطالعه کامپوزیت ها و نانو کامپوزیت های لیکور پخت کاه برنج بنزیله، پلی لاکتاید، خاک رس نانو
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K46;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75524
- تاریخ دفاع
- ۰۷ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- فاطمه دیرینی
- استاد راهنما
- جمشید محمدی روشنده, بابک کفاشی
- چکیده
- چکیده: امروزه با توجه به افزایش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از عدم تخریب پلیمرهای زیست تخریب ناپذیر توجه خاصی به پلیمرهای پایه طبیعی و زیست تخریب پذیر می‌گردد. هدف از پژوهش حاضر ساخت و بررسی خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت¬ها و نانوکاپوزیت¬های تشکیل شده از دو نوع پلیمر پایه طبیعی و زیست تخریب پذیر می‌باشد. جهت محقق گردیدن این امر ابتدا کاه برنج بعد از عملیات پخت با استفاده از واکنش اتری شدن به‌وسیله بنزیل‌کلراید از حالت شبه گرماسخت به حالت گرمانرم اصلاح گردید. سپس محصول بدست آمده با ترکیب درصد‌های مختلف به وسیله مخلوط کردن با حلال به پلیمر پایه طبیعی و زیست تخریب پذیر پلی‌لاکتاید اضافه گردید. خواص مکانیکی، حرارتی و ریخت شناسی کامپوزیت‌های حاصل با استفاده از آزمون‌های کشش مکانیکی(Tensile Sterngth)، رئومتری (Rheometry)، آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)، آنالیز مکانیکی-حرارتی پویا(DMTA)مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین برای اثبات وجود گروه‌های عاملی مورد نظر در نمونه‌ها از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز بهره گرفته شد. بررسی ها نشان داد که افزودن 10درصد وزنی لیکور پخت کاه برنج بنزیله شده به پلی لاکتاید مناسب ترین ترکیب برای افزودن خاک رس نانو و ساخت نانوکامپوزیت¬ها می¬باشد. نمونه¬های مختلفی با درصد وزنی 1،3،5از خاک رس نانو با همان روش محلولی ساخته شد. نانوکامپوزیت¬های حاصله نیز تحت آزمون¬های مکانیکی(Tensile Sterngth)، رئومتری (Rheometry)، آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)، آنالیز مکانیکی-حرارتی پویا(DMTA)، پراش اشعه ایکس(X-ray)مورد بررسی قرارگرفتند. سپس عکس میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) از کامپوزیت¬ها و نانوکامپوزیت¬ها گرفته شد و مورفلوژی نمونه¬ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان می¬دهد که افزودن لیکور پخت کاه برنج بنزیله شده(به میزان 10درصد وزنی) به پلی لاکتاید باعث بهبود خواص مکانیکی و حرارتی این پلیمر می‌گردد. همچنین لیگنین بنزیله نشده موجود در ساختار لیکور پخت کاه برنج بنزیله شده باعث نرم‌تر شدن نمونه‌ها و افزایش کشش آنها و کاهش دمای انتقال شیشه ای آنها گردید. به علاوه عکس میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز برهم‌کنش فیزیکی این دو پلیمر را به خوبی نشان داده و نتایج به دست آمده را تایید می‌کند. کلمات کلیدی: پلیمرهای طبیعی، واکنش اتری شدن، بنزیل‌کلراید، لیکور پخت کاه برنج، پلی لاکتاید، کامپوزیت، نانوکامپوزیت، خاک رس نانو
- Abstract
- Abstract Biopolymers are natural polymers that manufactured by nature. Lignocellulosics are one of the more important biopolymers that synthesized by plants. These materials are composed of three important biopolymers that is, cellulose, lignin and hemicelluloses. These biopolymers have very valuable characteristics such as abundance, low cost, renewability, and biodegradability. One of important disadvantage of these biopolymers is that they are thermoset-like materials and cannot be fabricated as plastics such as polyethylene and polystyrene. For thermo plasticizing of these materials they should be modified by chemical or mechanical methods. The aim of this study was to develop the biodegradable composite and nanocomposite films based on polylactic acid (PLA) reinforced with benzylated rice straw pulping liqour (BRSPL) and nanoclay. Rice straw and renewable lignocellulosic resources have not any thermoplastic behavior, because of the high inter-chain hydrogen bonding between cellulose molecules. By benzylation and substituting benzyl group by hydrogen atoms, hydrogen bonds between cellulose chains are broken. In this method thermoplastic properties were created in the rice straw. Composite films with different loads of BL (10, 20, 30, 40, 50wt %) were prepared using a solvent casting method. Biodegradable composites were synthesized from benzylated rice straw and polylactide with various compositions by solvent casting. Spectral, mechanical, thermal and morphological properties of these composites were evaluated by FTIR spectra, tensile, DSC, DMTA, rheological analysis, and SEM micrographs. After consideration, it was found that the sample contains 10wt% BL suitable for adding nanoclay. Different percentages of nanoclay in nanocomposites (1-5wt %) was made. The study of nanoparticles dispersion quality in a PLA matrix with 10wt% BL, has been examined using X-ray diffraction (XRD). For evaluating the mechanical, thermal and barrier properties of films, tensile strength, DSC and rheometry were measured. Finally, the morphology of samples including composite and nanocomposite were shown by using scanning microscope (SEM). The results showed that the addition of benzylated rice straw pulping liquor (in the amount of 10% by weight) made Laktayd to improve. There also benzylated rice straw pulping liquor, causing softer specimen and increase traction. In addition to photo scanning electron microscope physical interaction between the two polymers show good results. Key words: Rice straw, benzylation, polylactide, biodegradable composites, nano clay.
