عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر هم افزایی نانو بلورهای نشاسته و سدیم مونت موریلونیت در تقویت زیست نانوکامپوزیت های بر پایه آلیاژ نشاسته / پلی وینیل الکل
- رشته تحصیلی
- شیمی کاربردی - پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5385;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63513
- تاریخ دفاع
- ۰۷ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- سارا نادری زاده
- استاد راهنما
- حسین مهدوی, علی رضا شاکری
- چکیده
- نشاسته پلی‌ساکاریدی طبیعی، تجدیدپذیر و زیست‌تخریب‌پذیر است که استفاده از آن به جز در صنایع غذایی، در صنایع دیگر مانند داروسازی، پزشکی و به ویژه بسته‌بندی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. با این وجود، به دلیل حساسیت زیاد به آب و استحکام مکانیکی ضعیف نشاسته، کاربرد آن به صورت خالص به عنوان فیلم برای بسته‌بندی مواد غذایی عملا امکان‌پذیر نیست. برای غلبه بر این مشکل، در این پروژه، از دو راه حل آلیاژسازی و تقویت با دو نانوذره‌ی متفاوت برای تولید نانوکامپوزیت نشاسته/ پلی‌وینیل‌الکل/ نانورس/ نانوبلور نشاسته استفاده شد. نانوبلورهای نشاسته با اندازه‌ی ذرات در حدود 231 نانومتر و بلورینگی %57 از طریق فرایند آبکافت اسیدی نشاسته‌ی سیب‌زمینی به‌دست آمد. در ادامه، فیلم‌های آلیاژی نانوکامپوزیت از طریق روش ریخته‌گری محلول تهیه گردید. نتایج پراش پرتوایکس حاکی از توزیع پوسته پوسته شده‌ی صفحات نانورس در بستر آلیاژ بود. به علاوه، نتایج آزمون‌های کششی و گرما وزن‌سنجی نشان داد که حضور نانوذرات به صورت مجزا در ساختار آلیاژی باعث افزایش استحکام کششی و دمای بیشینه‌ی تخریب نمونه‌ها می‌شود. به علاوه، استفاده همزمان از هر دو نانوذره تقویت‌کننده و تهیه نانوکامپوزیت هیبریدی منجر به ایجاد اثر هم‌افزایی و تقویت بیشتر خواص مکانیکی و مقاومت حرارتی نسبت به نمونه آلیاژی خالص (فاقد نانوذره) و همچنین نمونه‌های آلیاژی تقویت‌شده با یک نوع نانوذره گردید. این امر با توجه به برهم‌کنش‌های قوی بین نانوذرات و بستر پلیمری توجیه گردید. بیشترین استحکام کششی و مقاومت حرارتی در نمونه‌ی نانوکامپوزیت هیبریدی حاوی %3 وزنی نانوذره ( ?/?درصد وزنی نانورس و ?/? ریال درصد وزنی نانوبلور نشاسته) به دست آمد. کلمات کلیدی: زیست تخریب‌پذیر، نشاسته، پلی وینیل الکل، نانوکامپوزیت، نانورس،نانوبلورهای نشاسته، تقویت هم‌افزایی
- Abstract
- Starch, natural, renewable and biodegradable polysaccharide, is widely used in food industry as well as in pharmaceutical, medical and packaging industries. Extreme water-sensitivity and poor tensile strength of starch, however, have practically limited its application as an engineering material in food packaging. Here, we exploited blending as well as reinforcing with two different nanoparticles to overcome these limitations and to produce a new nanocomposite of starch/ poly (vinylalcohol)/nanoclay/starch nanocrystals (SNCs). SNCs with particle size of ~ 231 nm and crystallinity of 57% obtained from acidic hydrolysis of potato starch granules. Nanocomposite films were then prepared via solution casting method. X-ray diffraction patterns confirmed the exfoliation of nanoclays in the blend matrix. In addition, the results of tensile tests and thermogravimetric analysis (TGA) indicated that, when used separately, either nanoclay or SNCs increased the tensile strength and maximum degradation temperature of the samples. Moreover, the simultaneous use of both reinforcement nanoparticles and producing hybrid nanocomposite led to synergistic effect and improved the mechanical properties and thermal stability compared to the pure blend samples (without nanoparticles) as well as to the blend samples reinforced with a single type of nanoparticle. The observed synergistic behavior can be attributed to the strong interactions between the nanoparticles and the polymer blend matrix. The highest tensile strength and thermal stability obtained in hybrid nanocomposite sample containing 3% wt. nanoparticles (1.5% wt. nanoclay and 1.5% wt. SNCs). Key words: Biodegradable, Starch, Poly (vinylalcohol), Nanocomposite, Nanoclay, Starch nanocrystals, Synergistic reinforcement
