عنوان پایان‌نامه
اثر نانوذرات خاک رس برمهاجرت مونومر ازنانوکامپوزیت ÷لی اتیلین ترفالات/نانوذراتخاک رس
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40261;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 880.
- تاریخ دفاع
- ۱۲ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- لیدا درنجفی
- استاد راهنما
- سیامک مطهری مقدم
- چکیده
- چکیده: استفاده از پلیاتیلن ترفتالات (PET) به عنوان بطریهای نگهدارنده آب معدنی در صنایع بستهبندی مواد غذایی معمول است. استرهای فتالات در طول تهیه مواد اولیه و یا در اثر فرآیند بطریها تشکیل میشوند. این مواد در تماس با آب معدنی از بطری استخراج شده و به داخل آب مهاجرت میکنند. استرهای فتالات از قبیل دیمتیل فتالات(DMP)، دیاتیل فتالات(DEP)، دی بوتیل فتالات(DBP)، دی ایزو بوتیل فتالات(DiisoBP) و بیس 2-اتیل هگزیل فتالات(BEHP) بسیار سمی هستند و موجب اختلالات هورمونی و نارسائیهای جنسی در انسانها میشوند. در این پژوهش به منظور کاهش مهاجرت این ترکیبات در PET از نانوذرات خاکرس (Closite Na+, Closite 30B, Closite 15A) استفاده شده است و پدیده مهاجرت برای نانوکامپوزیتهای پلیاتیلن ترفتالات/ نانوذرات خاکرس بررسی شده است. نانوذرات خاکرس به روش اختلاط مذاب و بوسیله دستگاه internal mixer در PET اختلاط شده و توزیع نانوذرات در ماتریس پلیاتیلن ترفتالات با آنالیز X-ray Diffraction (XRD) تعیین شده است. در این مسیر اثر انواع نانوذرات خاکرس، ترکیب درصد فیلر، دما، زمان، مورفولوژی و کریستالینیتی بر پدیده مهاجرت استرهای فتالات از نانوکامپوزیتها نیز بررسی شده است. به روشDirectly Suspended solvent Microextraction (DSME) آنالیتها را از آب استخراج نموده و سپس توسط روش کروماتوگرافی گازی (GC) آنالیز شدهاند؛ مزیت روش استخراج استفاده شده اینست که آنالیتها با فاکتور 500 تغلیظ میشوند و قابل شناسایی با دستگاه GC خواهند شد و همینطور از حلال آبی به حلال آلی انتقال مییابند. منحنیهای کالیبراسیون استاندارد برای این روش با رگراسیون (R2> 0.99) و دقت (CV< 10%) بودهاند. از اختلاط نانوذرات در PET برای کلوزیت 30B مورفولوژی exfoliation ، برای کلوزیت 15A مورفولوژی intercalation و در مورد کلوزیت Na+ مورفولوژی intercalation-exfoliation بدست آمده است. در اثر اختلاط پلیاتیلن ترفتالات با نانوذرات خاکرس غلظت آنالیتهای مهاجرت کرده تنها با استفاده از دو درصد از نانوذرات به 13% کاهش یافته است و استفاده از چهار درصد فیلر غلظت مهاجرتکنندگان در آب را به کمتر از 1ppb کاهش داده است. با وجود اینکه کلوزیت 30B بهترین مورفولوژی را داشته، بدلیل طبیعت قطبی آن، در پدیده مهاجرت دچار تناقضهایی شده است. نانوکامپوزیتهای پلی اتیلن ترفتالات/ کلوزیت 30B در دماهای پایین، با افزایش درصد نانوذرات دچار افزایش میزان مهاجرت شدهاند، در حالیکه در سایر حالات شاهد روند کاهشی بودهایم. میزان مهاجرت با افزایش دما و زمان افزایش مییابد، با بکاربردن نانوذرات میزان تاثیرپذیری پدیده مهاجرت از دما و زمان کاهش یافته است. هرچه مورفولوژی به سمت exfoliation پیش میرود نفوذپذیری کاهش مییابد. با اضافه کردن نانوذرات کریستالینیتی بدلیل نقش هستهگذاری نانوذرات افزایش پیدا میکند و باعث کاهش بیشتر مهاجرت در نانوکامپوزیت میشود. با بهینه کردن فاکتورهای مورفولوژی و حلالیت بهترین حالت را نانوکامپوزیتهای پلی اتیلن ترفتالات/ کلوزیت Na+ در چهار درصد وزنی از نانوذرات بدست آوردهایم.
- Abstract
- Abstract: Polyethylene terephthalate (PET) bottles are widely used for mineral water or soft drinks in many countries. Therefore a high percentage of the daily water intake is usually drunk after storage in PET bottles, where migration phenomenon could potentially change the quality of the drinks. Phthalate esters are of growing interest due to their significant usage and potential toxicity. The main purpose of this study has been controlling the migration of toxic chemicals such as bis (2-ethylhexyl) phthalate (BEHP), dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP),diisobutyl phthalate (DiisoBP) and dibuthyl phthalate (DBP) from the PET bottles into the liquid inside. Nano-clay Closite 15A, Closite 30B and Closite Na+ were used to make PET/nano-clay composites in an internal mixer, Homogenous dispersion of the nanoclays was evidenced by X-ray-Diffraction (XRD). Then the samples were left for different period of times and at two different temperatures in water. Then the solutes in the water were collected using “directly suspended solvent microextraction” method. This method helped in two ways. First concentration of the solute increased 500 times in the solvent so that they could be traced in a GC (Gas Chromatography) and second the solute transferred from water into toluene so it could be injected directly into GC. In this instance, significantly lower concentrations were observed for the nanocomposites. Good linearity (r²>0.99) and (CV<10%, n=4) were achieved. Total migration levels of phthalates out of PET were nearly seven times higher than nanocomposites samples. In this direction, effect of different clays (Closite Na, Closite 30B and Closite 15A), composition of clays (2 and 4%), temperature (7°c and 45°c), time (4 and 6 weeks) and morphology were considered. Analytical test results of the samples showed that Closite Na+ provides the best barricade to stop migration of toxic chemicals from PET into the water. The test results also indicated that adding only 4% of nano-clay to the PET compound reduced the amount of toxic chemicals in the water to 13% of that when water was in touch with pure PET.
