نشاسته گرمانرم58 است. همچنین نتایج آنها در زمینه استخراج سوکسله نشان دهنده آن است که در دمای ?C165 برهمکنش بیشتری بین گلیسرول به عنوان عامل نرم کننده و نشاسته نسبت به دمای ?C135 وجود دارد. بنابرین پخش گلیسرول در زنجیره نشاسته در دمای ?C165 بهتر از ?C135 است. نتایج تحقیقات آنها نشان داد که با افزایش غلظت رادیکال آزاد شعاع هیدرودینامیکی کاهش پیدا میکند، که نشان میدهد وزن مولکولی نشاسته با افزایش غلظت رادیکال آزاد کاهش پیدا میکند[77].
دیاس59 و همکارانش نشاسته مالئیک شده را با استفاده از مخلوط کن داخلی به عنوان راکتور و در حضور رادیکال آزاد و در دمای ?C50 سنتز کردند. این محققان به بررسی عوامل فیزیکی-شیمیایی نشاسته اصلاح شده پرداختند و نشان دادند که به دلیل دمای واکنش نسبتاً پایین، واکنشهای اصلاح نشاسته در حالت جامد در مخلوط کن داخلی رخ میدهد، به همین دلیل به درجه استخلاف نسبتاً پایینی رسیدند[78].
ووتیکانوخان60 و همکارانش آمیزهی از نشاسته مالئیک شده و پلیلاکتید اسید را طی فرایند اکستروژن سنتز کردند و به بررسی اثرات زمان، دما و نسبت اختلاط روی خواص حرارتی، مکانیکی و رئولوژیکی پرداختند. آنها نشان دادند زمانی که درصد وزنی نشاسته آمیزه از 20 به 30 رسید، استحکام کششی از MPa3/17 به MPa13 کاهش پیدا کرد. با استفاده از SEM مشخص کرد که سایز ذرات نشاسته وقتی که درصد وزنی نشاسته از 20 به 30 رسید به صورت قابل توجهی افزایش پیدا کرد. این تغییر مورفولوژی به کاهش در خواص کششی منجر شد. برای آمیزه با 30 درصد وزنی نشاسته درصد ازدیاد طول در دمای ?C170 در زمان اختلاط 7 دقیقه، %377 و در زمان اختلاط 12 دقیقه، %212 شد، که با افزایش زمان اختلاط درصد ازدیاد طول کاهش پیدا کرد. تصاویر SEM نشان میدهد که زمان اختلاط تغییری در مورفولوژی آمیزه ایجاد نشد. اما شاخص MFI با افزایش زمان برای آمیزه با %30 وزنی نشاسته افزایش پیدا کرد که به خاطر شکست زنجیر پلی لاکتید اسید و نشاسته در حضور محیط اسیدی بود. بنابر این تغییرات در خواص کششی آمیزه با زمان به دلیل اثر شکست زنجیر است[79].
استگنر61 و همکارانش خواص مکانیکی و بازدارندگی در مقابل نفوذ کربن دی اکسید، اکسیژن و بخار آب را در آمیزههای نشاسته مالئیک شده و پلی بوتیلن آدیپات ترفتالات برای تولید فیلمها مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که افزودن نشاسته سبب کاهش استحکام کششی پلی بوتیلن آدیپات ترفتالات شد و شاخصهای استحکام کششی برای نمونههای آزمایش شده در جهت ماشین بیشتر از نمونههای آزمایش شده در جهت عرضی شد(شکل2-19). با افزودن نشاسته اصلاح شده به پلی بوتیلن آدیپات ترفتالات نفوذ پذیری دی اکسید کربن و اکسیژن کاهش پیدا کرد اما به دلیل طبیعت آب دوست نشاسته با افزودن ان نفوذ پذیری بخار آب آمیزه نسبت به پلی بوتیلن آدیپات ترفتالات افزایش پیدا کرد[80].

شکل2- 19 خواص مکانیکی فیلمهایی از آمیزه نشاسته مالئیک شده با پلی بوتیلن ادیپات ترفتالات: (الف)استحکام کششی و (ب)ازدیاد طول در شکست[80].

فصل سوم

تجربی
در این فصل به تشریح مواد ، طراحی آزمایشات، روشهای انجام کار، آزمونهای انجام شده و مشخصات تجهیزات مورد استفاده در این مطالعه پرداخته میشود.
3-1- مواد
پلی استایرن- اتیلن- پروپیلن- استایرن(SEPS) حاوی مقدار 7% وزنی استایرن با چگالی 3gr/cm 9/0 از شرکت گلوکوزان تهیه شد.
نشاسته ذرت طبیعی حاوی 12% وزنی رطوبت با چگالی3gr/cm 3/1 و به صورت پودری سفید رنگ از شرکت گلوکوزان تهیه گردید.
گلیسرول خوراکی با وزن مولکولیgr/mol 1/92 و چگالی3gr/cm 26/1 و با رطوبت کمتر از 2% وزنی توسط آزمایشگاه دکتر مجللی تهیه شد.
مالئیک انیدرید مورد استفاده با نام تجاریME8.00408.1000 با خلوص 99% و چگالی 3gr/cm 48/1 از شرکت Merck ساخت کشور آلمان تهیه گردید.
3-2- روش تهیه آمیزهها
تهیه آمیزهها طی فرآیند اختلاط مذاب و در یک مخلوط کن داخلی Haak SYS 90 ساخت کشور آمریکاتهیه شد. حجم این مخلوط کن داخلی حدود cc70 و درصد پرشدگی آن برای همه نمونهها 8/0 درنظر گرفته شد. آماده سازی آمیزهها طی دو مرحله صورت گرفت. به این ترتیب که درمرحله اول فرآیند تهیه نشاسته مالئیک دار شده(MTPS) انجام شد. نشاسته ی ذرت طبیعی، گلیسرول و مالئیک انیدرید به ترتیب با نسبت وزنی 80:18:2 به صورت دستی با هم مخلوط شدند. پس از اختلاط، مواد حاصله به مخلوطکن داخلی با دمای ?C 120 و دور چرخانه rpm40 تغذیه شد. زمان اختلاط حدود 10 دقیقه بود. تهیه TPS تحت شرایط فرآیندی مشابه با MTPS و با نسبت وزنی نشاسته به گلیسرول 82:18 انجام گرفت. در مرحله دوم ابتدا SEPS در دمای C°160 و دور روتور rpm40 به مدت 4 دقیقه در مخلوط کن داخلی قرار گرفت و در ادامه مستر بچ به دست آمده در مرحله اول با ترکیب درصدهای مختلف به آن اضافه شد و به مدت 4 دقیقه دیگر اختلاط ادامه یافت. لازم به ذکر است که تمامی مواد مورد استفاده جهت تهیه آمیزهها قبل از انجام عملیات اختلاط و به منظور جلوگیری از جذب رطوبت، به مدت 24 ساعت و تحت دمای ?C80 در آون خلأ خشک شدند.
مواد تهیه شده، با استفاده از دستگاه پرس گرم تحت دمای C°180 و فشار 2Kg/cm 150 به صورت ورقههایی با ضخامت mm2 شکل داده شدند. دستگاه پرس در شکل 3-1 نشان داده شده است. درجدول3-1 ترکیب درصد وزنی اجزاء در تمامی آمیزهها ارائه شده است.

شکل3- 1- پرس گرم
جدول3- 1- ترکیب درصد اجزاء در آمیزهها
TPS (wt.%)
MTPS (wt.%)
SEPS (wt.%)
Sample code


100
SEPS

10
90
SEPS/10%MTPS

30
70
SEPS/30%MTPS

40
60
SEPS/40%MTPS

50
50
SEPS/50%MTPS
10

90
SEPS/10%TPS
30

70
SEPS/30%TPS
40

60
SEPS/40%TPS
50

50
SEPS/50%MTPS

3-3- آزمونها
3-3-1- اندازه گیری درجه استخلاف
درجه استخلاف به متوسط تعداد گروههای استخلاف شده بر هر واحد انیدروگلوکز در نشاسته اطلاق میشود. بالاترین حد درجه استخلاف برای نشاسته طبیعی سه میباشد، زیرا سه گروه هیدروکسیل در دسترس بر هر واحد انیدروگلوکز وجود دارد. درجه استخلاف برای MTPS توسط تیتراسیون بازی برای گروههای کربوکسیل اندازه گیر ی شد. در این روش ابتدا MTPS در محلولی از ایزوپروپیل الکل و اسید کلریدریک توسط هم زدن پراکنده شد. سپس با استفاده از فیلتر شیشهای فیلتر شده و باقیمانده آن با ایزوپروپیل الکل شسته شد. نشاسته دوباره در آب مقطر پراکنده شد و بعد از آن در یک حمام بخار آب حرارت دید. در نهایت محلول نشاسته با سدیم هیدروکسید تیتر شد. درجه استخلاف توسط معادله زیر محاسبه گردید[81].

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منابع پایان نامه درمورد لیزری، توزیع، پرتوهای

در این معادله A، N و W به ترتیب حجم تیتراسیون از محلول سدیم هیدروکسید(ml)، نرمالیته محلول سدیم هیدروکسید و وزن خشک MTPS میباشد[81].
3-3-2-آزمون تفرق اشعه ایکس با زاویه باز (WXRD)
اشعه ایکس تابشی الکترومغناطیسی با طول موجی بین A?100-1/0 است که طول موج آن نزدیک به فواصل بین اتمی در یک بلور میباشد. روش تفرق اشعه ایکس روشی بسیار سودمند است، چون به ساختار بلوری اجازه میدهد که آن را متفرق کند. دستگاه تفرق اشعه ایکس وسیله مهمی برای شناسایی فازهای بلورین از روی مقایسه اطلاعات ساختارهای شناخته شده موجود بوده و تغییرات در مولفههای مختلف سلول، آرایش، اندازه بلور و سایر مولفههای ساختاری را تعیین میکند. منبع آزمایشگاهی اشعه ایکس یک لامپ خلأ شیشهای است که در آن الکترونها از یک فیلامنت تنگستنی داغ آزاد شده، تحت ولتاژ بالا شتاب گرفته و به هدفی از فلز سنگین که با آب خنک میشود برخورد میکند. از برخورد شدید الکترونها به فلز، اشعه ایکس ایجاد میشود. به منظور بررسی ساختار بلورین نمونهها، این آزمون توسط دستگاه Philips X’Pert ساخت هلند و در محدوده زاویای ?45-5 = ?2، سرعت روبش ?/min1 و گام ?02/0 انجام گرفت. هنگام انجام آزمون، ولتاژ Kw40 و جریان A m30 مورد استفاده قرار گرفت. در ضمن از اشعه پرتو ایکس حاصل از فلز مس با طول موج A? 78897/1 = ? به عنوان آشکار ساز استفاده شد. در شکل 3-2 نمایی از این دستگاه نشان داده شده است.

شکل3- 2- نمایی از دستگاه تفرق اشعه ایکس با زاویه بالا
3-3-3- آزمون کشش
اندازهگیریهای مربوط به خواص مکانیکی نمونهها با استفاده از دستگاه Instron model 6025 انجام گرفت. این آزمون مطابق با استاندارد ASTM D-638 و با سرعت کشش mm/min 100 و در دمای محیط صورت گرفت. برای این آزمون نمونهها به شکل دمبلهایی با طول mm 20، پهنای قسمت گردنه62 mm2 و ضخامت mm 2/1 تهیه شدند. برای هر ترکیب درصد، 5 نمونه مورد آزمون قرار گرفته شد و نتایج مربوط به مقادیر کرنش شکست، استحکام شکست و مدول، به صورت میانگین گزارش شد.شکل3-3 تصویری از دستگاه کشش مورد استفاده در این پروژه را نشان میدهد.

شکل3- 3- نمایی از دستگاه کشش

آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی
توسط این دستگاه از طریق وسیله روبش یک پرتو الکترونی بر روی سطح نمونه تصاویری از مورفولوژی سطح به دست میآید. در شکل3-4 نمونهای از دستگاه SEM را مشاهده میکنید. در SEM نمونه با پرتو الکترونی باریکی به قطر 100 آنگستروم بمباران میشود. در اثر برخورد پرتوهای الکترونی به نمونه، الکترونهای ماده برانگیخته شده و در هنگام بازگشت به مدار اصلی خود به شکل پرتو الکترونی از سطح نمونه منتشر شده و توسط یک آشکارساز جمع آوری و آنالیز میشوند. ستون حرکت الکترونها و نیز محفظه نگهدارنده نمونه باید در خلأ باشد، در غیر این صورت به دلیل ناپایداری زیاد پرتو امکان تولید یا القای پرتو الکترونی وجود ندارد. برای تصویر برداری از سطح نمونهها، بهتر است که سطح نمونهها رسانا باشد. زیرا اگر نمونه عایق باشد، سطح باردار شده و مسیر حرکت الکترونهای برگشتی را تغییر خواهد داد و بنابراین تصویر واضحی از سطح نمونه به دست نخواهد آمد.
به منظور مطالعه مورفولوژی ، ابتدا نمونهها در نیتروژن مایع شکسته شدند. سپس به منظور استخراج فاز MTPS، سطح شکست نمونهها به مدت 4 ساعت در حلال اسید کلریدریک قرار گرفتند. پس از آن سطح نمونهها در آون خشک شدند. در مرحله بعد به منظور جلوگیری از بار الکتریکی القایی، نمونههای عاری از فاز MTPS با طلا پوشش داده شدند. در نهایت مورفولوژی فازها با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی با نام VegaII XMU با ولتاژ kV 20 و ساخت شرکت Tescan جمهوری چک مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند.

شکل3- 4- نمایی از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی

تجزیه گرمایی مکانیکی- دینامیکی
از دستگاه DMTA مدل Tritec 2000 DMA برای بررسی انواع انتقالات رخ داده در نمونه‌ها (به خصوص دمای انتقال شیشه‌ای) استفاده شد. این آزمون تحت استاندارد ASTM E1640-04 صورت پذیرفت . از این آزمون برای بررسی امتزاج پذیری آمیزه ها استفاده شد. نمونه‌های مورد آزمایش به شکل مکعب مستطیل به ابعاد mm2?30?10 تهیه شدند و تحت حالت خمشی تنش سینوسی با فرکانس Hz1 در محدوده دمایی ?C100- تا ?C200+ قرار گرفتند.
طیف سنجی مادون قرمز

از FTIR دستگاه مدل Bruker -IFS48 برای شناسایی گروه های عاملی نشاسته اصلاح شده استفاده شد. روش نمونه‌سازی برای این دستگاه ها به این صورت است که مقدار کمی از نمونه روی قرص KBr پخش شده و سپس قرص داخل دستگاه قرار گرفته و طیف مربوطه ثبت می‌گردد. طیفبینی زیر قرمز با قدرت تفکیک cm-14 و شرایط 32 روبش در دقیقه و در محدوده عدد موجی دستگاه یعنی cm-1400-4000 طیف جمع آوری شد.
آزمون زیست تخریب پذیری
برای بررسی زیست تخریب پذیری آمیزهها از محیط لجن فعال طبق استاندارد ASTM D5271-02 استفاده شد. لجن فعال از شرکت شیر پگاه تهیه

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید