سازگاری، شکل شناسی، خواص مکانیکی و زیست تخریب پذیری آمیخته های پلی(استیرن-اتیلن-پروپیلن-استیرن)- نشاسته گرمانرم اصلاح شده

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فرایند، گروه پلاستیک، صندوق پستی 112-14975

2 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شمال، دانشکده شیمی، صندوق پستی 936-19585

چکیده

در این مطالعه اثر وجود  نشاسته اصلاح شده بر خواص کوپلیمر قطعه ای پلی­ استیرن اتیلن-پروپیلن-استیرن (SEPS) بررسی شد.عمل آوری شیمیایی نشاسته با مالئیک انیدرید در مخلوط­ کن داخلی در دمای 125 درجه سلسیوس در مجاورت گلیسیرین و حین ساخت نشاسته گرمانرم (TPS) انجام شد. انجام اصلاح شیمیایی با آزمون طیف­ سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه و تیترکردن تأیید شد. آمیخته­ هایی از نشاسته گرمانرم اصلاح شده (10، 20، 30 و 50 درصد وزنی) و SEPS (SEPS/MTPS) به روش اختلاط مذاب  تهیه شد و خواص مکانیکی، شکل­ شناسی و زیست­ تخریب­ پذیری این آمیخته ­ها بررسی شد. مشاهدات میکروسکوپی الکترونی نشان داد، شکل­ شناسی غالب پخش ذرات نشاسته اصلاح شده در ماتریس پلیمری است و با افزایش مقدار نشاسته اصلاح شده اندازه فاز پراکنده افزایش یافت، به نحوی که در مقدار50 درصد وزنی نشاسته شکل­ شناسی به ­هم پیوسته نیز مشاهده شد. آزمون دینامیکی-مکانیکی نشان داد، پیک­ های منحنی اتلاف به­ هم نزدیک شده­ اند و سازگاری نسبی از دو فاز به علت اصلاح نشاسته با مالئیک انیدرید حاصل شده است. با افزایش MTPS به SEPS در آمیخته ­ها، استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی کاهش و مدول یانگ افزایش یافت. مقایسه خواص مکانیکی آمیخته­ های SEPS/MTPS با SEPS/TPS نشان داد، استحکام کششی، ازدیاد طول تا پارگی و مدول یانگ در آمیخته­ های SEPS/MTPS بیشتر از SEPS/TPS است. نتایج زیست­ تخریب­ پذیری نشان داد، در 45 روز اول سرعت تخریب بسیار زیاد است. در آمیخته حاوی 10 درصد وزنی  از نشاسته اصلاح شده مقدار تخریب آمیخته بسیار اندک و با افزایش مقدار MTPS تخریب آمیخته­ ها به­ طور قابل توجهی افزایش یافت. به­ طوری که در آمیخته حاوی 50 درصد وزنی SEPS پس از گذشت 45 روز حدود %47 از نمونه تخریب شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Compatibility, Morphology, Mechanical Properties and Biodegradability of Poly(styrene-ethylene-propylenestyrene)/ Modified Thermoplastic Starch Blends

نویسندگان [English]

  • Saaid Rahimi Bandarabadi 1
  • Parvin Ehsani Namin 2
  • Ismail Ghasemi 1
  • Hamed Azizi 1
  • Mohammad Karabi 1
1 Department of Plastics, Faculty of Processing, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran
2 Department of Chemistry, Tehran North Unit, Islamic Azad University, P.O. Box: 19585-936, Tehran, Iran
چکیده [English]

The effect of modified starch on the properties of poly(styrene-ethylenepropylene- styrene) tri-block copolymer was studied. Chemical treatment of starch with maleic anhydride was accomplished in an internal mixer in the presence of glycerol. The reaction was confirmed using Fourier infrared spectroscopy (FTIR) and titration. The blend samples containing 10, 20, 30 and 50 wt% were obtained by melt blending and their mechanical, morphological and dynamic-mechanical properties were studied. Scanning electron microscopy (SEM) images displayed droplet-matrix morphology and with increases in modified starch up to 50 wt% some partial co-continuous morphology was also observed. With increase of modified starch in the compound, the size of dispersed phase increased. DMTA results revealed that the partial compatibility was obtained because of slight difference between glass transition temperatures of two phases in the presence of modified starch. The peak of modified starch shifted to higher values and the differences between the two peaks decreased, indicating partial compatibility. Mechanical properties including tensile, elongation-at-break and modulus were also determined and the results showed that the mechanical properties of the sample were higher than those of neat TPS because of the higher compatibility. Tensile strength was decreased with increase in modified starch content due to the absence of strong interfacial adhesion. Moduli of the samples were increased with increase in modified starch content due to higher stiffness of starch. Biodegradability of the samples was evaluated by weight loss percentage using compost test. A rapid degradation was observed in the first 45 days and with increase of the modified starch content the degree of degradation was increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • modified starch
  • SEPS/starch blend
  • biodegradability
  • compatibility
  • morphology