پديد آورنده :
شيخ زاده، آرام
عنوان :
بررسي اثرافزودن نانو بلور هاي نشاسته اصلاح شده بر برخي خواص آلياژ پلي اتيلن سبك- نشاسته گرما نرم
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
شش، ۸۰ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
طيبه بهزاد
توصيفگر ها :
نشاسته ذرت مومي , نانو ذرات بلوري نشاسته , استيلاسيون , نانو كامپوزيت LDPE/TPS/SNC , زيست تخريب پذيري
استاد داور :
سعيد نوري خراساني، مرتضي صادقي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/02
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده پالستيك ها با خواص منحصر به فرد به عنوان يك ماده سنتزي جايگزين مناسبي براي فلزات شيشه ها و الستيك ها هستند پلي اتيلن يكي از پرمصرف ترين پليمرهاي سنتزي مي باشد با توجه به اينكه پلي اتيلن در برابر شرايط محيطي ساختاري مقاوم دارد و پس از استفاده تا سال هاي متمادي در محيط زيست باقي مي ماند و منجر به معضالت و آسيب هاي زيست محيطي مي شود تهيه پلي اتيلن و آلياژهاي آن به نحوي كه خاصيت زيست تخريب پذيري پيدا كنند امري ضروري تلقي مي شود افزودن پليمرهاي طبيعي به پلي اتيلن به منظور تسريع تخريب آن گام مهمي در جهت رفع اين مشكل است در اين راستا استفاده از نشاسته به عنوان يك ماده اوليه طبيعي ارزان در دسترس و داراي منابع تجديد پذير گزينه مناسبي براي توليد پليمرهاي زيست تخريب پذير است اما آبدوستي شديد نشاسته و آبگريزي پلي اتيلن باعث ايجاد ناسازگاري بين اين دو ماده و افت خواص مكانيكي آن ها مي شود استفاده از پلي اتيلن پيوند شده با مالئيك انيدريد تا حدودي بين نشاسته و پلي اتيلن سازگاري ايجاد مي كند اما براي رسيدن به خواص مكانيكي باالتر توجهات را به سمت استفاده از نانو مواد در ماتريس پلي اتيلن سبك نشاسته گرما نرم برده است بنابراين از نانو ذرات نشاسته به عنوان تقويت كننده جهت بهبود خواص مكانيكي آلياژ پلي اتيلن سبك نشاسته گرمانرم استفاده مي شود اما به دليل قطبي بودن اين نانو ذرات پراكندگي خوبي در پلي اتيلن غير قطبي ندارند و نياز به اصالح سطح شيميايي نانو ذرات بلوري نشاسته احساس مي شود در اين پژوهش با استفاده از هيدروليز اسيدي نشاسته ذرت مومي نانو ذرات بلوري نشاسته استخراج شد سپس اصالح سطح نانو ذرات توسط فرآيند استيالسيون و با استفاده از استيك انيدريد انجام شد تصاوير FE SEM از نانو ذرات استخراج شده نشان داد كه قطر نانو ذرات بين 01 تا 08 نانومتر مي باشد همچنين طيف FTIR از نانو ذرات اصالح شده به خوبي كاهش گروه هاي O H و افزوده شدن گروه هاي كربونيل را نشان داد نتايج آزمون XRD حفظ ناحيه بلوري نانو ذرات را پس از هيدروليز اسيدي و كاهش بلورينگي نانو ذرات پس از اصالح سطح را نشان داد پس از اصالح سطح آزمون هاي خيس شوندگي و پراكندگي بر روي نمونه هاي اصالح شده انجام شد كه به خوبي كاهش گروه هاي آبدوست هيدروكسيل افزايش آبگريزي نانو ذرات اصالح شده و پخش بهتر نانو ذرات اصالح شده در حالل هاي غير قطبي را نشان مي دهد همچنين آزمون زاويه تماس از نانو كريستال ها قبل و بعد اصالح سطح انجام شد كه افزايش زاويه تماس را از 83 درجه به 32 06 درجه پس از اصالح نشان داد در نهايت نانو كامپوزيت LDPE TPS SNC با درصد هاي متفاوتي از نانو ذرات آماده شد و تحت آزمون خواص مكانيكي قرار گرفت كه نمونه حاوي 3 وزني نانو ذرات بهترين خواص را از نظر مكانيكي دارا بود سپس نانو كامپوزيت جداگانه اي حاوي 3 وزني نانو ذرات اصالح شده تهيه شد آزمون جذب آب بر روي نمونه هاي تهيه شده انجام شد كه افزايش درصد جذب آب را با افزايش درصد نانو ذرات نشان داد همچنين كاهش 92 24 درصدي جذب آب نمونه حاوي نانو ذرات اصالح شده در مقايسه با نمونه حاوي نانو ذرات اصالح نشده مشاهده شد تصاوير SEM از كامپوزيت LDPE TPS PE g MA به صورت خام و داراي نانو ذره اصالح شده و نمونه اصالح نشده پراكنش بهتر و ميكروترك هاي كمتر نمونه اصالح شده را در مقايسه با دو نمونه ديگر نشان داد در نهايت آزمون زيست تخريب پذيري بر روي نمونه هاي پلي اتيلن سبك خام پلي اتيلن همراه با نشاسته و نانو كامپوزيت داراي نانو ذرات اصالح شده و حاوي نانو ذرات اصالح نشده به صورت جداگانه بررسي شد كه نمونه هاي حاوي نشاسته و نانو ذرات اصالح نشده نشاسته تخريب بيشتر و سريع تري نسبت به نانو كامپوزيت داراي نانو ذرات اصالح شده دارا هستند اما در كل نمونه داراي3 وزني نانو ذرات اصالح شده كه خواص مكانيكي خوبي دارد زيست تخريب پذيري سريع تري را از خود نسبت به پلي اتيلن خالص نشان داد كلمات كليدي نشاسته ذرت مومي نانو ذرات بلوري نشاسته استيالسيون نانو كامپوزيت LDPE TPS SNC زيست تخريب پذيري
چكيده انگليسي :
Investigation of Modified Starch Nanocrystals addition on LDPE TPS blend Physical and Mechanical Properties Aram Sheykhzadeh a sheykhzadeh@ce iut ac ir 9 May 2018 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan Iran Language Farsi Supervisor Tayebeh Behzad tbehzad@cc iut ac ir Abstract Plastics with exclusive properties as a synthetic material are a good alternative tometals glasses and tires Polyethylene is one of the most widely used synthetic polymers Regarding the fact that polyethylene is remains in the environment and leads toenvironmental problems adding natural polymers to polyethylene to accelerate itsdegradation is an important step towards solving this issue In this regard the use of starchas a natural inexpensive available and renewable source is a good option for the productionof biodegradable polymers However the intense hydrophobicity of starch and hydrophobicpolyethylene causes incompatibility between these two materials and consequently affectadversely on their mechanical properties The use of PE g MA provides some degree ofadaptation between starch and polyethylene however in order to achieve higher mechanicalproperties attention has been drawn to use nanoparticles in polyethylene matrix Therefore starch nanoparticles are used as reinforcements to improve the mechanical properties ofLDPE TPS Nevertheless due to the polar nature of these nanoparticles they cannot havegood dispersion in non polar polyethylene and the need to modify the chemicalcharacteristics of starch crystalline nanoparticles is felt In this study starch nanocrystalswere extracted using acidic hydrolysis of waxy maize starch Then the nanoparticles wasacetylated by Acetic Anhydride The FE SEM images of extracted nanoparticles showedthat the nanoparticle diameter was in the range of 10 to 80 nm The FTIR spectrum ofmodified nanoparticles also showed reduction of O H groups and the addition of carbonylgroups The results of the XRD test proved the preservation of the crystalline region of thenanoparticles after acidic hydrolysis and the reduction of crystallinity of the nanoparticlesafter surface modification Also the solubility and contact angle determination tests onmodified specimens showed that the hydrophilicity of modified starch nanocrystalla werewell reduced which cause better solubility of modified nanoparticles in non polar solvents Finally LDPE TPS SNC nanocomposite was prepared with different percentages ofnanoparticles and its mechanical properties was investigated The sample containing 3wt nanoparticles had the best properties in mechanical test The water absorption test wasperformed on the prepared samples which showed an increase in water absorption byincreasing the percentage of nanoparticles Finally the biodegradability test was performedon pure polyethylene polyethylene with starch and nano composite with unmodified andmodified nanoparticles Samples containing starch and unmodified starch nanoparticles hadfaster degradation rate compare to other At the end it was concluded thatpolyethylene starch nanocomposite containing 3 wt nanoparticles has good mechanicalproperties and higher degradation rate compare to pure polyethylene Key words Waxy Maize Starch Starch NanoCrystals Acetylation Biodegradability
استاد راهنما :
طيبه بهزاد
استاد داور :
سعيد نوري خراساني، مرتضي صادقي
