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

ماشین های کشاورزی

مقاله 3، دوره 4، شماره 1 - شماره پیاپی 7، 1393، صفحه 21-29   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v4i1.33161

نویسندگان

حسام عمرانی فرد؛ احمد غضنفری مقدم^* ؛ محسن یوسفی انصاری

دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

در دو دهۀ اخیر استفاده از بیوپلاستیک‌ها در صنایع مختلف به‏عنوان جایگزین پلاستیک‌های معمولی مورد توجه قرار گرفته است. از نظر کاربری، خصوصیات مکانیکی و تجزیه پذیری بیوپلاستیک‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. در این پژوهش، سلولز کاه گندم به نسبت‌های 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. آزمایش‌ها بر اساس طرح فاکتویل 3×3 انجام و تأثیر درصد وزنی سلولز در سه سطح 50%، 60% و 70% و تحکیم دهی با الیاف در سه وضعیت الیاف شبکه‌ای، رشته‌ای و بدون الیاف بر استحکام کششی و خمشی، مدول الاستیک کششی و خمشی و کرنش کششی بیوپلاستیک‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که وضعیت تحکیم درصد وزنی سلولز، و اثر متقابل این دو عامل بر تمام خصوصیات مکانیکی ذکر شده معنی دار بود (05/0 = α). بیشترین استحکام کششی و خمشی مربوط به اضافه کردن 50% وزنی سلولز و در حالت تحکیم‌دهی شبکه‌ای و به‏ترتیب MPa 02/1992 و MPa 71/28 به‏دست آمد. همچنین بیشترین مدول کششی و خمشی در حالت اضافه کردن 70% وزنی سلولز و تحکیم یافته رشته‌ای (در حالت کششی MPa 4/40 و در حالت خمشی MPa 3/2 مشاهده شد. بررسی روند تجزیه پذیری بیوپلاستیک‌ها با قرار دادن نمونه‌هایی از آن‌ها در شکمبه‌ی یک گوسفند فیسوله‌گذاری نشان داد که با افزایش درصد وزنی سلولز، میزان تجزیه پذیری نمونه‌ها کاهش می‌یابد. پس از گذشت 48 ساعت بیشترین میزان تجزیه‌پذیری مربوط به نمونه‌های50% 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 به‏خوبی در داده های آزمایشگاهی برازش شد (R2=0.97).

کلیدواژه‌ها

الیاف خرما؛ بیوپلاستیک؛ تحکیم‌دهی؛ خصوصیات مکانیکی؛ کاه گندم

مراجع