اثر زمان انحلال بر نم پذيري و برخي ويژگي هاي فيلم سلولزي توليدي با استفاده از مايع يوني

The effect of dissolution time on wettability and certain properties of cellulose film produced using ionic liquid

نم‌پذيري و برخي از ويژگي‌هاي فيزيكي و مكانيكي براي بعضي كاربردها، به عنوان عوامل محدود كننده در بكارگيري اين گونه فيلم‌ها و پوشش‌هاي زيست تخريب پذير به شمار مي‌روند. با توجه به ‌اين‌كه به نظر مي‌رسد پارامترهاي فرآيند انحلال، بر ساختار و ويژگي‌هاي فيلم سلولزي اثر قابل توجهي داشته باشند، در اين مطالعه به بررسي اثر زمان انحلال بر نم‌پذيري و تعدادي از ويژگي‌هاي مهم فيلم سلولزي پرداخته شد. بدين منظور لينتر پنبه در زمان‌هاي مختلف انحلال در مايع يوني 1- بوتيل-3- متيل ايميدازوليوم كلرايد به مدت 1، 3 و 5 ساعت مورد انحلال قرار گرفت و پس از شستشو با آب مقطر به عنوان حلال جايگزين، فيلم‌هاي سلولزي بر روي پتري ديش تشكيل و در آون در دماي 60 درجه سانتيگراد خشك گرديد. براي بررسي امكان اثر گذاري زمان انحلال بر ساختار شيميايي و فيزيكي فيلم‌هاي حاصله، از طيف سنجي مادون قرمز و پراش اشعه ايكس استفاده شد. هم‌چنين ويژگي‌هاي مكانيكي، مانند مقاومت كششي، مدول الاستيسيته كششي، تغيير طول در نقطه شكست و خواص فيزيكي، نظير جذب رطوبت و نيز زاويه تماس قطره آب مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج آناليز طيف سنجي مادون قرمز مشخص نمود كه در اثر افزايش زمان انحلال، تغييري در ساختار شيميايي فيلم سلولزي مشاهده نشده است. اما تحليل نمودار پراش اشعه ايكس، نشان دهنده افزايش جزيي درصد بلورينگي در اثر افزايش مدت زمان انحلال بود. بعلاوه مشخص گرديد كه درجه بسپارش زنجيره سلولزي، مقاومت به كشش و تغيير طول در نقطه شكست با افزايش زمان انحلال كاهش مي‌يابد؛ در حالي كه مدول الاستيسيته كششي تغييرات قابل توجهي نداشته است. بيشترين نرخ جذب رطوبت در فيلم‌هاي سلولزي در ابتداي دياگرام جذب حاصل گرديد و نيز افزايش زمان انحلال موجب افزايش زاويه تماس قطره آب در لحظه برخورد شد.

Wettability and some other physical and mechanical properties of cellulose films are as restricting factors in application of such biodegredable films. Since it is proposed that the dissolution process parameters may significantly affect the cellulose film structure and properties, in this research, the effect of dissolution time on wettability and some substantial properties of cellulose film was evaluated. In this due, cotton linter was dissolved in 1-butyl 3-methyl imidazolium chloride for 1, 3 and 5 hours, and following being washed with distilled water as an anti-solvent, the cellulose films were casted on petri-dishes and dried in 60 °C oven. In order to research the effect of dissolution time on chemical and physical structure of the films, FTIR and X-ray diffraction were applied. Moreover, mechanical properties, such as tensile strength, modulus of elasticity and elongation at break, and some physical characteristics as moisture absorption and water droplet contact angle were studied. FTIR spectra analysis revealed that following increasing the dissolution time, no change in chemical structure of cellulose films was observed. But, the analysis of XRD patterns demonstrated a minor rise in crystallinity index following increasing the dissolution time. In addition, it was revealed that the degree of polymerization, tensile strength and elongation at break decreased as dissolution time increased; while there was no significant change in modulus of elasticity. The highest moisture absorption rate in cellulose films was occurred early in the absorption diagram, and the increase in dissolution time, resulted an increase in water droplet contact angle at zero time.