سنتز پلی‌استیرن زیست‌تخریب‌پذیر با مونومر وینیل کتونی درمجاورت پرکننده‏‌های زیست‌تخریب‌پذیر

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

تبریز، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، دانشکده مهندسی پلیمر و پژوهشکده مواد پلیمری، کد پستی 5331817634

10.22063/jipst.2026.35593.2352

چکیده

فرضیه‏‌ها: آلودگی محیط‌زیست با پلاستیک‌ها نگرانی‌ها و مشکلات زیادی را به‌وجود آورده است. یکی از پرمصرف‌ترین این پلاستیک‌ها پلی‌استیرن بوده که تجزیه آن به‌طور طبیعی عملاً ناممکن است. برای کمک به حل این مشکل بزرگ و جلوگیری از آلودگی بیشتر محیط‌زیست، در این مطالعه از دو رویکرد تخریب نور‏ی و افزودن پرکننده‌‏های زیست‌تخریب‌پذیر برای ساخت پلی‌استیرن زیست‌تخریب‏‌پذیر استفاده شد و اثربخشی استفاده هم‌زمان از این دو روش برای تخریب پلی‌استیرن ارزیابی شد.
روش‏‌ها: در این کار از دو پرکننده نشاسته و پارافین استفاده شد و کامپوزیت‏‌های پلی‌‏استیرن شامل درصدهای مختلف نشاسته و پارافین به روش تعلیقی تهیه شد. برای تسریع فرایند تخریب از اولئیک اسید به‌عنوان مونومر وینیل کتونی و شروع‌کننده تخریب نوری استفاده شده و اثر آن بر فرایند تخریب بررسی شد. از طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه و در ادامه از شاخص کربونیل برای کمی‏‌سازی تخریب شیمیایی کامپوزیت‌‏ها استفاده شد. افزون بر این، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی برای بررسی تخریب فیزیکی پلیمرها به‌کار گرفته شدند.
یافته‏‌ها: نتایج پژوهش نشان داد، اولئیک اسید فرایند تخریب را تشدید کرده و نشاسته بهتر از پارافین می‏‌تواند زیست‌تخریب‌پذیری را افزایش دهد. به‌طوری که شاخص کربونیل پلی‌استیرن پس از تخریب که معیار اصلی تخریب این پلیمر است، فقط با افزایش %3 نشاسته از 0.54 به 0.90 افزایش یافته و اضافه‌کردن اولئیک اسید می‌‏تواند تخریب را بیشتر کند و این مقدار را به 0.99 برساند. بنابراین وجود هم‌زمان نشاسته و اولئیک اسید برای زیست‏‌تخریب‌‏پذیری پلی‌استیرن بسیار کاراست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Synthesis of biodegradable polystyrene with vinyl ketone monomer in the presence of biodegradable fillers

نویسندگان [English]

  • Yousef Aghdasi
  • Morteza Nasiri
  • Farhang Abbasi
Sahand University of Technology
چکیده [English]

Hypothesis: Environmental pollution caused by plastics has raised numerous concerns and problems globally. One of the most widely used plastics is polystyrene, which is practically impossible to decompose naturally within a reasonable timeframe. Due to their light weight, flexibility, and ease of processing, synthetic polymers are increasingly used; however, their inherent non-degradability and high consumption inevitably lead to environmental pollution. To address this significant problem and prevent further environmental pollution, this study employed and evaluated two approaches: photodegradation and the incorporation of biodegradable fillers to produce biodegradable polystyrene composites. The effectiveness of combining these two methods to create degradable polystyrene was also evaluated.
Methods: In this study, starch and paraffin were used as fillers, and polystyrene composites containing varying percentages of starch and paraffin were synthesized via suspension polymerization technique. To accelerate the degradation process, oleic acid was deliberately employed as a vinyl ketone monomer and as an efficient photodegradation initiator, and its effect on degradation was investigated. For precise chemical analysis, attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy and the carbonyl index (CI) were used to study the chemical degradation of polymer blends. Moreover, optical microscopy and field emission scanning electron microscopy were employed to investigate the physical degradation of polymer composites.
Findings: The results show that oleic acid aids the degradation process, and starch enhances biodegradability more effectively than paraffin. Consequently, the CI of pure PS, which is 0.54 after degradation, increases to 0.90 by adding only 3 percent starch. The presence of oleic acid in this composite further enhances the CI to 0.99. Therefore, the combined presence of starch and oleic acid significantly improves the biodegradability of polystyrene.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biodegradable polystyrene
  • Starch
  • Paraffin
  • Oleic Acid
  • Polymer composites