شماره ركورد
34878
پديد آورنده
انيس قنطاب پور
عنوان
بررسي مورفولوژي و خواص مكانيكي فيلم هاي زيست تخريب پذير بر پايه CMC /PVA/ نشاسته
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- فرايندهاي جداسازي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1404/10/3
استاد راهنما
محمد فصيحي دستجردي
استاد مشاور
/
دانشكده
دانشكده مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
در اين پژوهش، بررسي خواص مورفولوژي و مكانيكي فيلمهاي زيست تخريب پذير متشكل از سه پليمر نشاسته ، پلي وينيل الكل (PVA) و كربوكسي متيل سلولز (CMC)به عنوان ماتريس اصلي مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از بررسي اين فيلمها به دليل زيست تخريب پذير بودن توليد جايگزيني مناسب براي فيلمهاي پلاستيكي سنتي در صنايع بسته بندي مي باشد. در اين پژوهش، تمامي فيلم ها با استفاده از روش ريخته گري تهيه شدند. نسبتهاي مختلفي از CMC، PVA و نشاسته براي توليد فيلمها مورد استفاده قرار گرفت. محدوده تغييرات نسبت پليمرها در اين 11 نمونه، بين بازه 5% تا 75% متغير بوده كه اين نتايج نشان داد ، تركيب و نسبت پليمرها تأثير قابل توجهي بر خواص مورفولوژي و مكانيكي فيلمها دارد. براي ارزيابي عملكرد فيلمها، آزمونهاي كشش، مدول يانگ، كرنش در شكست، استحكام تسليم، تحليلهاي FTIR ، XRD ، چگالي ارشميدس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) انجام شد. نتايج نشان داد كه تركيب پليمرها تأثير قابل توجهي بر خواص نهايي فيلمها دارد. افزايش درصد PVA منجر به افزايش استحكام كششي (تا 25.49 مگاپاسكال) و مدول يانگ (تا 746.36 مگاپاسكال) شد، در حالي كه افزايش نشاسته زيستتخريبپذيري را بهبود بخشيد اما خواص مكانيكي را كاهش داد. دو نمونهي بهينه، CPS3و CPS4 شناسايي شدند. نمونهي CPS4 نسبت به ميانگين ساير نمونهها، 41% استحكام كششي بيشتر، 82% مدول يانگ بالاتر و 38% استحكام تسليم بيشتر داشت. نمونهي CPS3 نيز 35% استحكام كششي بيشتر، 44% مدول يانگ بالاتر و 15% استحكام تسليم بيشتر را نشان داد. كرنش در شكست در هر دو نمونهي بهينه در محدودهي متوسط ساير نمونهها قرار داشت كه تعادلي بين سختي و انعطافپذيري را نشان ميدهد. بررسي SEM نشان داد كه فيلمهاي داراي CMC بيشتر، سطحي يكنواختتر و همگنتر دارند، در حالي كه درصد بالاتر نشاسته ساختاري متراكمتر و متخلخلتر ايجاد ميكند. تحليلهاي FTIR و XRD نيز برهمكنشهاي فيزيكي بين اجزاي پليمري را تأييد كرد. به طور كلي، نتايج اين پژوهش نشان ميدهد كه با بهينهسازي نسبت پليمرها ميتوان به فيلمهايي با استحكام بالا، انعطافپذيري مناسب و قابليت زيستتخريبپذيري مطلوب دست يافت كه براي كاربردهاي بستهبندي سازگار با محيط زيست مناسب هستند.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/10
عنوان به انگليسي
Investigation of the morphology and mechanical properties of biodegradable films based on CMC/PVA/starch
تاريخ بهره برداري
12/24/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
انيس قنطاب پور
چكيده به لاتين
In this study, the morphological and mechanical properties of biodegradable films consisting of three polymers: starch, polyvinyl alcohol (PVA) and carboxymethyl cellulose (CMC) as the main matrix were studied. The aim of studying these films is to produce a suitable alternative to traditional plastic films in the packaging industry due to their biodegradability. In this study, all films were prepared using the casting method. Different ratios of CMC, PVA and starch were used to produce the films. The range of changes in the ratio of polymers in these 11 samples varied between 5% and 75%, which showed that the composition and ratio of polymers have a significant effect on the morphological and mechanical properties of the films. To evaluate the performance of the films, tensile tests, Youngʹs modulus, strain at break, yield strength, FTIR, XRD, Archimedes density and scanning electron microscopy (SEM) analyses were performed. The results showed that the composition of polymers had a significant effect on the final properties of the films. Increasing the percentage of PVA led to an increase in tensile strength (up to 25.49 MPa) and Youngʹs modulus (up to 746.36 MPa), while increasing starch improved biodegradability but reduced mechanical properties. Two optimal samples, CPS3 and CPS4, were identified. Sample CPS4 had 41% higher tensile strength, 82% higher Youngʹs modulus, and 38% higher yield strength compared to the average of the other samples. Sample CPS3 also showed 35% higher tensile strength, 44% higher Youngʹs modulus, and 15% higher yield strength. The strain at failure in both optimal samples was within the average range of the other samples, indicating a balance between stiffness and flexibility. SEM analysis showed that films with higher CMC had a more uniform and homogeneous surface, while higher starch percentages produced a denser and more porous structure. FTIR and XRD analyses also confirmed the physical interactions between the polymer components. Overall, the results of this study indicate that by optimizing the ratio of polymers, films with high strength, suitable flexibility, and desirable biodegradability can be achieved, which are suitable for environmentally friendly packaging applications.
كليدواژه هاي فارسي
فيلم زيست تخريب پذير , پلي وينيل الكل , نشاسته , مورفولوژي , خواص مكانيكي , كربوكسي متيل سلولز
كليدواژه هاي لاتين
Biodegradable film , Polyvinyl alcohol , starch , morphology , mechanical properties , carboxymethyl cellulose
Author
Anis Ghantabpoor
SuperVisor
Dr. Fasihi