تهیه و بررسی ریزساختار نانوچندسازه زیست‌تخریب‌پذیر پایه پلی‌لاکتیک اسید/ لاستیک اکریلونیتریل بوتادی‌ان/ نانورس: اثرمقدار اکریلونیتریل

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 17، دوره 12، شماره 3، آذر 1397، صفحه 157-166   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

مهشید معروفخانی¹؛ علی اصغر کتباب^{* 2}

¹استادیار گروه مهندسی مواد و شیمی، دانشکده صنایع و مکانیک، مرکزآموزش عالی فنی و مهندسی بویین زهرا، قزوین، ایران دکتری مهندسی پلیمر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

²استاد مهندسی پلیمر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوچندسازه‌های پایه پلی‌لاکتیک اسید (PLA)، لاستیک اکریلونیتریل بوتادی‌ان (NBR) و 4 % وزنی نانورس به روش اختلاط مذاب در دستگاه مخلوط‌کن داخلی برای نخستین بار تهیه شدند. ریزساختار نمونه‌های نانوچندسازه تهیه‌شده با روش‌های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپی الکترونی روبشی و عبوری و آزمون‌های اندازه‌گیری زاویه تماس بررسی شدند. به منظور مطالعه اثر مقدار اکریلونیتریل (ACN) بر پخش و چگونگی چیدمان نانولایه‌های سیلیکاتی نانورس و ریزساختار آمیزه، سه نوع لاستیک نیتریل با مقدار اکریلونیتریل متفاوت، کم (19 %)، متوسط (33 %) و زیاد (51 %) موردبررسی قرار گرفتند. نتایج به‌دست آمده نشان داد که در نانوچندسازه پایه NBR با درصد ACN کم، نانولایه‌های رس بیشتر تمایل به استقرار در بستر PLA نشان می‌دهند؛ درحالی‌که با افزایش مقدار اکریلونیتریل نانولایه‌های نانورس بیشتر در سطح مشترک دو فاز PLA و NBR قرار می‌گیرند. اندازه قطره‌های فاز لاستیکی پخش‌شده در بستر PLA، در حضور ذره‌های نانورس نسبت به آمیزه مشابه بدون نانورس، مستقل از مقدار اکریلونیتریل، کاهش یافت. اگرچه کاهش اندازه ذره‌ها، به‌دلیل قرارگیری صفحه‌های نانورس در سطح مشترک دوفاز در نانوچندسازه برپایه لاستیک نیتریل با مقدار اکریلونیتریل بیشتر، محسوس‌تر بوده است. همچنین، با به‌کارگیری پراش پرتو ایکس برای نمونه‌ها، مشاهده شد که برای نمونه بر پایه ACN زیادتر، نانورس بیشتر در سطح مشترک دو فاز پخش می‌شود. 

کلیدواژه‌ها

پلی‌لاکتیک اسید؛ اکریلونیتریل؛ نانورس؛ کشش بین سطحی؛ چقرمگی

مراجع

[1] Drumright, R.E.; Gruber, P.R.;Henton, D.E.; Advanced Materials 12, 1841–1846, 2000.

[2] Liu, H.; Zhang, J.; Journal of Polymer Science Part B49 15, 1051–1083, 2011.

[3] Wang, L.; Shui, X.; Zheng, X.; You, J.; Li, Y.; Composites Science and Technology 93, 46–53, 2014.

[4] Al-Itry, R.; Lamnawar, K.; Maazouz, A.; European Polymer Journal 58, 90–102, 2014.

[5] Ohkoshi, I.; Abe, H.; Doi, Y.; Polymer Guildf 41, 5985–5992, 2000.

[6] Sookprasert, P.; Hinchiranan, N.; Journal of Material Research 32, 788–800, 2017.

[7] Liebscher, M.; Tzounis, L.; Pötschke, P.; Heinrich, G.;  Polymer Guildf 54, 6801–6808, 2013.

[8] Felekoglu, B.; Tosun-Felekoglu, K.; Ranade, R.; Zhang, Q.; Li, V.C.; Composities Part B Engineering 60, 359–370, 2014.

[9] Dayma, N.; Satapathy, B. K.; Materials and Desigen 31, 4693–4703, 2010.

[10] Al-Itry, R.; Lamnawar, K.; Maazouz, A.; Rheologica Acta 53, 501–517, 2014.

[11] Bitinis, N.; Applied Clay Science 93, 78–84, 2014.

[12] Park, J.H.; Jana, S.C.; Macromolecules 36, 2758-2768, 2003.

[13] Feijoo, J.L.; Cabedo, L.; Gimenez, E.; Lagaron, J.M.; Saura, J.J.; Journal of Materials Science 40, 1785-1788, 2005.

[14] Das, A.; Costa, F.R.; Wagenknecht, U.; Heinrich, G.; European Polymer Journal 44, 3456–3465, 2008.

[15] Jawaid, M.; Kacem, A.; Bouhfid, R.; "Nanoclay Reinforced Polymer Composites: Nanocomposites and Bionanocomposites", Springer, Singapore,  309-327, 2016.

[16] Balakrishnan, S.; Start, P.R.; Raghavan, D.; Hudson, S.D.; Polyme. 46, 11255–11262, 2005.

[17] Wang, X.; Polymer Engineering Science 56, 319–327, 2016.

[18] Naderi, G.; Lafleur, P.G.; Dubois, C.; Polymer Compsoites 29, 1301–1309, 2008.

[19] Bagheri-Kazemabad, S.; Composite Science Technology 72, 1697–1704, 2012.

[20] Chan, M.; Lau, K.; Wong, T.; Ho, M.; Hui, D.; Composites Part B Engineering 42, 1708–1712, 2011.

[21] Si, M.; Macromolecules 39, 4793–4801, 2006.

[22] Nazari, T.; Garmabi, H.; Arefazar, A.; Journal of Applied Polymer Science 126, 1637–1649, 2012.

[23] Maroufkhani, M.; Katbab, A.; Liu, W.; Zhang, J.; Polymer 115, 37-44, 2017.

[24] Nieddu, E.; Reactive and Functional Polymers 69, 371–379, 2009.

[25] Ishida, S.; Nagasaki, R.; Chino, K.; Dong, T.; Inoue, Y.; Journal of  Applied Polymer Science 113, 558–566, 2009.

[26] Lau, K.; Gu, C.; Hui, D.; Composites Part B Engineering 37, 425–436, 2006.

[27] Shah, D.;  Advanced Materials 16, 1173–1177, 2004.

[28] Sumita, M.; Sakata, K.; Asai, S.; Miyasaka, K.; Nakagawa, H.; Polymer Bulletin 25, 265–271, 1991.

[29] Bitinis, N.;Composites Scince Technology 72, 305–313, 2012.

[30] Yang, J.; Bei, J.; Wang, S.; Biomaterials 23, 2607–2614, 2002.

[31] Kamal, M.R., Calderon, J. U. & Lennox, B.R. J. Adhes. Sci. Technol. 23, 663–688, 2009.

[32] Svoboda, P.; Zeng, C.; Wang, H.; Lee, L.J.; Tomasko, D.L.; Journal of  Applied Polymer Science 85, 1562–1570, 2002.