اثر نانوخاک‌رس اصلاح شده بر اکسایش نوری فیلم‌های کشاورزی پلی‌اتیلن کم‌چگالی (LDPE)-اتیلن وینیل استات (EVA) حاوی کلسیم استئارات به‌عنوان کمک‌اکسنده

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

یزد، دانشگاه یزد، گروه مهندسی شیمی و پلیمر، صندوق پستی 741-89195

چکیده

مواد پلیمری به مقدار بسیار زیادی در محیط زیست انباشته شده‌اند. آلودگی‌های زیست‌محیطی ایجاد شده به مواد پلیمری باعث توجه زیاد پژوهشگران به روش‌های جایگزینی مواد پلیمری تخریب‌ناپذیر با مواد زیست‌تخریب‌پذیر شده است. با توجه به حجم زیاد مصرف پلاستیک‌ها در صنعت کشاورزی و این موضوع که کوپلیمرهای پلی‌اتیلن کم‌چگالی-اتیلن‌وینیل استات به دلیل بهبود کیفیت و انعطاف‌پذیری بهتر در تولید فیلم‌های کشاورزی استفاده شده‌اند. در این پژوهش، اثر نانوخاک‌رس اصلاح شده و کلسیم استئارات بر اکسایش نوری فیلم پلی­‌اتیلن کم چگالی (LDPE)-اتیلن ­وینیل استات (EVA) به نسبت 70/30 بررسی شده است. ابتدا بهترین ترتیب خوراک‌دهی برای پراکنش نانوخاک‌رس در آمیخته با آزمون پراش پرتو X بررسی شد. سپس، فیلم‌های پلی‌اتیلن‌ کم‌چگالی-اتیلن وینیل استات حاوی %2 وزنی ترکیبات کلسیم استئارات و نانوخاک‌رس با ضخامت 80-60 میکرومتر تهیه و به‌مدت 72h در معرض پرتو فرابنفش (UV-A) قرار گرفتند. برای بررسی مقدار اکسایش نوری نمونه‌­ها، آزمون­‌های طیف‌سنجی زیرقرمز (FTIR) و محاسبه شاخص کربونیل، آزمون ‌‌‌گرماوزن­سنجی (TGA)، آزمون خواص کششی (استحکام کششی و درصد ازدیاد طول تا پارگی) انجام شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد، نمونه بدون افزودنی LDPE/EVA تغییرات شایان توجهی در طول اکسایش نوری نشان نمی‌دهد، اما کلسیم استئارات اثر بسیار زیادی بر تسریع اکسایش نوری کامپوزیت دارد، همچنین، وجود نانوخاک‌رس اصلاح شده با وجود اثر آن بر بهبود خواص مکانیکی و خواص ممانعتی گرمایی، اثر چندانی بر سازوکار اکسایش نوری آمیخته ندارد. به عبارت دیگر، اکسایش نوری آمیخته حاوی ترکیبات کمک‌اکسنده (استئارات کلسیم) و نانوخاک‌رس، اکسایش و اکسایش نوری مشابه با آمیخته حاوی کلسیم استئارات به تنهایی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Organoclay on Photo-oxidation of Mulching Films Based on Low Density Polyethylene (LDPE)/ Ethylene-Vinyl Acetate (EVA) Containing Ca- stearate as a Pro-oxidant

نویسندگان [English]

  • Samaneh Rajabi
  • Mitra Tavakoli
Department of Chemical and Polymer Engineering, Faculty of Engineering, University of Yazd, P.O. Box: 89195-741, Yazd, Iran
چکیده [English]

Polymer materials have been increasingly accumulated in the environment and led to an interest in solving waste disposal problems through replacement of inert and non-biodegradable materials by biodegradable alternatives. A very high demand on low density polyethylene (LDPE)/ethylene-vinyl acetate (EVA) copolymers as suitable film materials applicable in the agricultural industry, because of their flexibility and high quality features, has particularly increased concerns over the degradation of these films. The effect of organoclay Cloisite15A and calcium stearate on the photo-degradation behavior of lowdensity polyethylene (LDPE)/ethylenevinyl acetate (EVA) (70/30) films was investigated in this study. First the best feeding sequence was found by X-ray diffraction (XRD) for nanoclay dispersion, and the extruded cast films of LDPE/EVA (60-80 μm) containing 2% w/w calcium stearate and 2% w/w organoclay were prepared. Photocatalytic degradation of the LDPE/EVA composite films was carried out under ultraviolet (UV-A) light irradiation for 72 h. The progress of degradation was followed by monitoring the changes incurred in the samples using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and carbonyl index calculation, thermogravimetric analysis (TGA) and tensile properties (tensile strength and elongation-at- break). It was observed that the LDPE/EVA samples with no additives did not exhibit significant changes when subjected to photooxidation but calcium stearate showed a strong accelerating effect on the rate of photooxidation of films. The presence of organoclay, in enhancing the mechanical, thermal and barrier properties, did not influence the photooxidation mechanism significantly. In other word, the susceptibility of LDPE/EVA composite containing calcium stearate and organoclay to photooxidation was similar to that of LDPE containing Ca-stearate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • low density polyethylene (LDPE)
  • ethylene-vinyl acetate (EVA)
  • pro-oxidant
  • organoclay
  • calcium stearate