مطالعه زیست‌تخریب‌پذیری فیلم آمیخته پلی‌اتیلن پرچگالی و پرک ظروف یک‌بار مصرف پلی‌لاکتیک اسید

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 یزد، دانشگاه یزد، مجتمع فنی و مهندسی، دانشکده مهندسی شیمی و پلیمر، صندوق پستی: 741-89195

2 یزد، دانشگاه یزد، مجتمع فنی و مهندسی، دانشکده مهندسی نساجی، صندوق پستی 741-89195

چکیده

یکی از مشکلات اصلی استفاده از پلیمرهای زیست‌­تخریب‌­ناپذیر باقی­‌ماندن آن در چرخه زیستی پس از مصرف است. توسعه پلاستیک‌های زیست‌­تخریب‌­پذیر راه حل خوبی برای حل این مشکل است. اختلاط پلیمر پلی­‌لاکتیک ­اسید با پلیمرهای یست‌­تخریب‌­ناپذیر می‌­تواند روشی کاربردی و اقتصادی برای اصلاح خواص زیست‌­تخریب‌­پذیری پلیمرهای تجزیه‌ناپذیر باشد. در این پژوهش، زیست ­تخریب­‌پذیری فیلم­‌های آمیخته از پلی‌­اتیلن پرچگالی (HDPE) و پرک ظروف پلاستیکی پلی­‌لاکتیک ­اسید (r-PLA) با درصدهای مختلف جزء r-PLA از 0 تا %50، شامل: 0، 5، 10، 20، 30، 40 و %50 مطالعه شد. زیست‌تخریب‌پذیری در خاک، خواص مکانیکی و گرمایی (گرماسنجی پویشی تفاضلی)، چگالی و شکل‌شناسی فیلم­‌های آمیخته، ارزیابی شد. رفتار منحنی‌های نیرو-ازدیاد طول آمیخته‌­های دارای مقادیر کمتر از %30 r-PLA، تقریباً شبیه به HDPE خالص بود، درحالی که برای سایر نمونه­‌ها، رفتار یاد شده، کاملاً تغییر یافت. همچنین، نیروی پارگی و ازدیاد طول تا نقطه تسلیم فیلم­‌های دارای %20 تا %50 r-PLA، پس از 60 روز از آزمون زیست‌تخریب‌پذیری در خاک، به‌طور چشمگیری کاهش یافت. مطالعه شکل‌شناسی فیلم‌­های آمیخته نیز نشان داد، با افزایش زمان باقی‌ماندن زیر خاک و مقدار جزء r-PLA در آمیخته، مقدار تخریب (خلل و فرج و شیارهای عمیق) در سطح نمونه­‌ها افزایش می‌­یابد که در فیلم­‌های با مقادیر بیشتر از %20 جزء r-PLA، این تغییرات شایان توجه بود. دمانگاشت‌های گرماسنجی پویشی تفاضلی نیز نشان داد، با گذشت زمان زیست‌­تخریب‌­پذیری، قله­‌های مربوط به دمای انتقال شیشه­‌ای و آنتالپی تبلور حین گرمایش حذف شد. همچنین، کاهش مقدار بلورینگی جزء r-PLA در ساختار آمیخته­‌ها، پس از آزمون زیست‌تخریب‌پذیری، نتایج قبل را تأیید کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Biodegradability Study of the Blend Film of High Density Polyethylene and Poly(lactic acid) Disposable Packages Flake

نویسندگان [English]

  • Elahe Baghi Neirizi 1
  • M ohammad Ali Tavanaie 2
1 Polymer Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Yazd, P.O. Box: 89195-741, Yazd, Iran
2 Textile Engineering Department; Faculty of Engineering, University of Yazd, P.O. Box: 89195-741, Yazd, Iran
چکیده [English]

One of the major concerns of using a non-biodegradable polymer product is its disposal at the end of its life cycle. Development of biodegradable plastics promises an alternative solution to combat this problem. Blending of poly(lactic acid) with non-biodegradable polymers is a practical and economical method for modifying the biodegradability properties of non-biodegradable polymers. In this study, soil biodegradability of the blends of high density polyethylene (HDPE) and variable amounts of recycled poly(lactic acid) (r-PLA) plastic flakes at 0, 5, 10, 20, 30, 40 and 50 wt% was studied. The behavior of the force-elongation profile of the blends having r-PLA content of lower than 30 wt% was approximately the same as that of pure HDPE while, it was completely different for the other blends. Tearing force and elongation-at-yield-point of the blends films with the 20 to 50 wt% r-PLA were decreased significantly after 60 days of soil biodegradability test. Morphological study showed that biodegradability of the blend films at surface of the samples (deep pores and grooves) was increased with extended biodegradability time and higher r-PLA content, while, this variation was significant for the blend films of more than 20 wt% r-PLA content. Thermal properties evaluation by differential scanning calorimetry (DSC) curves indicated that the glass transition temperature and enthalpy peaks during the heating stage were eliminated with increasing the biodegradability testing time. Also, reduction in the crystallinity degree of the r-PLA component with increasing the biodegradability testing time coincided with the earlier results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • High Density Polyethylene
  • recycled poly(lactic acid)
  • biodegradability
  • mechanical properties
  • morphological properties