بررسی تخریب نوری پلی اتیلن کم چگالی حاوی پرواکسیدانت و فتوکاتالیست

خلاصه موضوع تحقیق: سرعت کند تخریب زیستی  پسماندهای پلاستیکها، به خصوص انواع مختلف پلی اتیلن  منجر به مشکلات بسیاری برای محیط زیست می شود. برای کاهش این معضلات، پرواکسیدانت ها به عنوان یک افزودنی به پلی اتیلن اضافه می شوند تا با تخریب نوری آن تخریب زیستی را تسریع کنند. در کنار پرو اکسیدانت ها، به نظر می رسد که فتوکاتالیست ها نیز می توانند بر روی تخریب نوری پلی اتیلن اثرگذار باشند که هدف این مطالعه نیز بررسی همین ایده است. روش تحقیق: به منظور تسریع در تخریب کامپوزیت های LDPE با سلنید کادمیوم (CdSe) و فسفات تری نقره (Ag۳PO۴) به عنوان فتوکاتالیست و استئارات منگنز به عنوان پرو اکسیدانت از طریق اختلاط مذاب تهیه شدند و بصورت فیلم درآمدند . نمونه ها با نور مرئی و فرابنفش تحت تابش قرار گرفتند. آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آزمون حرارتی- مکانیکی- دینامیکی (DMTA)، کالریمتری روبشی- تفاضلی (DSC) ، اندازه گیری های گرانروی سنجی و آزمون طیف سنجی مادن قرمز (FTIR)  برای بررسی ریزساختار فیلم ها مورد استفاده قرار گرفتند. یافته های تحقیق: طیف هایFTIR نشاندهنده افزایش قابل توجه در شاخص کربونیل و شاخص وینیل برای نمونه های دارای فتوکاتالیست بودند. همچنین تصاویر SEM  مربوط به این نمونه ها موید تخریب نوری بیشتر و همگون تر برای این نمونه ها نسبت به نمونه های بدون فتوکاتالیست بودند. آزمون های دینامیکی-مکانیکی- حرارتی نیز نشان داد که نمونه های پلی اتیلنی  بدون افزودنی دارای مدول بالاتری نسبت به نمونه های دیگر بودند. هر چند به دلیل خواص هسته زایی ذرات فتوکاتالیست، بلورینگی آنها افزایش داشت. گرانروی نمونه های دارای فتوکاتالیست و پرواکسیدانت نسبت به پلی اتیلن خالص دچار کاهش شدید شد که نتایج مدلسازی نشان داد که این کاهش به دلیل تخریب زنجیره ها و کاهش جرم مولکولی آنها رخ داده است. در کل نتایج آزمون ها  نشان داد که ترکیب فتوکاتالیست ها با پرو اکسیدانت ها اثر هم افزایی بر تخریب نوری LDPE دارد و روند تخریب آن را بسیار بیشتر از زمانی که فقط از پرواکسیدانت به تنهایی استفاده شود، تسریع می کند.

کلیدواژه ها:

polymer degradation ، photo-catalyst ، pro-oxidant ، DMTA ، viscometry ، تخریب نوری ، فتو کاتالیست ، پرواکسیدانت ، آنالیز حرارتی- دینامیکی – مکانیکی ، ویسکومتری