بررسی خصوصیات مکانیکی و تجزیه پذیری بیوپلاستیک تهیه شده از سلولز کاه و الیاف خرما

در دو دهه اخیر استفاده از بیوپلاستیک ها در صنایع مختلف به عنوان جایگزین پلاستیک های معمولی مورد توجه قرار گرفته است. از نظر کاربری، خصوصیات مکانیکی و تجزیه پذیری بیوپلاستیک ها از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. در این پژوهش، سلولز کاه گندم به نسبت های با گلیسرول مختلف مخلوط و پس قرار دادن در یک قالب با الیاف خرما تحکیم داده شدند. با قرار دادن هر قالب در دستگاه پرس هیدرولیکی و حرارت دهی همزمان، صفحات بیوپلاستیک مورد نظر تهیه شدند. آزمایش ها بر اساس طرح فاکتویل 3×3 انجام و تاثیر درصد وزنی سلولز در سه سطح 50%، 60% و 70% و تحکیم دهی با الیاف در سه وضعیت الیاف شبکه ای، رشته ای و بدون الیاف بر استحکام کششی و خمشی، مدول الاستیک کششی و خمشی و کرنش کششی بیوپلاستیک ها مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه واریانس داده ها نشان داد که وضعیت تحکیم درصد وزنی سلولز، و اثر متقابل این دو عامل بر تمام خصوصیات مکانیکی ذکر شده معنی دار بود (0/05 = α). بیشترین استحکام کششی و خمشی مربوط به اضافه کردن 50% وزنی سلولز و در حالت تحکیم دهی شبکه ای و به ترتیب 1992/02MPa و 28/71MPa به دست آمد. همچنین بیشترین مدول کششی و خمشی در حالت اضافه کردن 70% وزنی سلولز و تحکیم یافته رشته ای (در حالت کششی 40/4MPa و در حالت خمشی 2/3MPa مشاهده شد. بررسی روند تجزیه پذیری بیوپلاستیک ها با قرار دادن نمونه هایی از آن ها در شکمبه ی یک گوسفند فیسوله گذاری نشان داد که با افزایش درصد وزنی سلولز، میزان تجزیه پذیری نمونه ها کاهش می یابد. پس از گذشت 48 ساعت بیشترین میزان تجزیه پذیری مربوط به نمونه های50% وزنی سلولز بود که به طور میانگین به مقدار 74% تجزیه شدند. روند تجزیه پذیری با استفاده از رابطه ریاضی مدل سازی شد که این مدل به خوبی در داده های آزمایشگاهی برازش شد (R2=0.97).

کلیدواژه ها:

الیاف خرما ، بیوپلاستیک ، تحکیم دهی ، خصوصیات مکانیکی ، کاه گندم