بررسی اثر نانو لوله کربنی بر خواص مکانیکی فیلم نشاسته - کربوکسی متیل سلولز

فیلم های بر پایه بیوپلیمر نشاسته معایبی مثل خواص مکانیکی و بازدارندگی در برابر بخار آب ضعیف دارند که کاربردهای آن ها را در بسته بندی محدود می سازد. برای بهبود ویژگی فیلم های بر پایه نشاسته روش های مختلفی مانند مخلوط کردن با پلیمرهای دیگر (CMC) و استفاده از نانوپرکننده ها پیشنهاد شده اند. نانو لوله های کربنی به دلیل زیست تخزیب پذیری و تجدید پذیری گزینه ای مناسب برای تقویت بیوپلیمر نشاسته- کربوکسی متیل سلولز به شمار می رود. در این پژوهش با استفاده از روش قالب ریز محلول فیلم های نانوکامپوزیتی بر پایه مخلوط کربوکسی متیل سلولز و نشاسته را با غلظت های مختلف کربن نانوتیوب تهیه کرده و با بکارگیری روش ترکیبی باعث بهبود بافت شکننده نشاسته شدیم. به علت پراکنده شدن مطلوب نانو لوله های کربنی در (نشاسته- کربوکسی متیل سلولز) CMC-Starch از روش مخلوط نمودن بیوپلیمرها استفاده شد. همچنین در این پژوهش ویژگی های فیزیکی و مکانیکی فیلم های نانوکامپوزیتی (CMC-Starch) حاوی نانو لوله کربنی مقادیر مختلفی از نانولوله کربنی (0.1%، 0.3%، 0.5%، 0.7% ، 0.9% ) سنتز شده را بررسی کردیم. نتایج نشان داد که با افزودن نانولوله کربنی مقاومت کششی افزایش یافت و هرچه مقدار نانولوله کربنی افزایش پیدا کرد میزان افزایش در مقاومت کششی نیز بیشتر شد. مدول یانگ در فیلم بهینه CMC-Starch سه درصد به میزان 0.31 و با افزودن 0.1% CNT به میزان 0/21 مگاپاسکال کاهش داشته است و در مقادیر 0/3% و 0/5% CNT نسبت به CMC-Starch سه درصد اختلاف معنی داری مشاهده نگردید و در مقادیر 0/7% و 0/9% CNT (وزنی/ وزنی CMC-Starch سه درصد) نسبت به فیلم بهینه CMC-Starch سه درصد افزایش مدول مشاهده شد به طوری که در 0/9% CNT بیشترین افزایش مدول وجود داشته است که مدول یانگ از 0/31 در فیلم بهینه به 0/51 مگاپاسکال افزایش پیدا کرده است. همچنین افزودن نانولوله کربنی به فیلم CMC-Starch ازدیاد طول در نقطه پارگی را افزایش می دهد و سبب کاهش در میزان تورم و نیز کاهش معناداری در میزان حلالیت می شود.

کلیدواژه ها:

بیوپلیمرهای زیست تخزیب پذیر ، نانوکامپوزیت ، نانو لوله کربنی ، نشاسته ، کربوکسی متیل سلولز