تهیه و بررسی خواص نانوکامپوزیت زیست تخریب پذیر بر پایه پلی(لاکتیک اسید)-پلی(بوتیلن آدیپات-co-ترفتالات)

فرضیه : 

به منظور کاهش آلودگی های زیست محیطی، جایگزینی پلیمرهای پایه نفتی با مواد زیست تخریب پذیر اجتناب ناپذیر است. پلی(لاکتیک اسید) (PLA) به دلیل زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری و نیز استحکام کششی زیاد یکی از جایگزین های مناسب برای پلیمرهای سنتزی بوده اما استفاده از آن به دلیل شکنندگی با محدودیت هایی همراه است.

در این پژوهش، آمیخته های PLA دارای %25 وزنی پلی(بوتیلن آدیپات-co-ترفتالات) (PBAT) تهیه شد  که پلیمری زیست تخریب پذیر و انعطاف پذیر است. نانوکامپوزیت های دارای 1 و  3phr نانورس  (کلویزیت 20A) نیز تهیه شدند. سپس، اثر سازگارکنندگی زنجیرافزا در این سامانه و خواص شکل شناسی، ریولوژیکی، مکانیکی و گرمایی تمام نمونه ها مطالعه شد.

نتایج ریولوژی افزایش شایان توجه در مدول ذخیره و گران روی مختلط را در نمونه های دارای نانورس و زنجیرافزا نشان داد. تصاویر SEM، شکل شناسی قطره-ماتریس را برای نمونه ها مشخص کرد. نشان داده شد، فاز پراکنده PBAT در نانوکامپوزیت ها، به ویژه در نمونه دارای  3phr نانورس و 0.5 زنجیرافزا، کاهش زیادی یافته است (2.54µm به 1.15µm). نتایج آزمون های مکانیکی نشان داد، همه نانوکامپوزیت ها، به ویژه نمونه های دارای نانورس و زنجیرافزا، بهبود شایان توجهی را در خواص مکانیکی نسبت به PLA خالص نشان دادند (حدود 13.6 برابر افزایش طول تا پارگی و بیش از 2 برابر استحکام ضربه ای برای نانوکامپوزیت دارای  3phr نانورس و 0.5phr  زنجیرافزا). این یافته ها که نتایج ریولوژی و شکل شناسی را تایید می کنند، اثر هم افزایی نانورس و زنجیرافزا را برای سازگارسازی آمیخته PLA/PBAT نشان می دهد. نتایج XRD افزایش فاصله صفحه های نانورس از یکدیگر را نشان داد که به نفوذ زنجیر های پلیمری در لایه های آن نسبت داده شد. نتایج آزمون DSC نیز حاکی از افزایش بلورینگی نمونه ها با وجود ذرات نانورس بود.