تهيه و بررسي ريزساختار نانو چندسازه زيست‌تخريب‌پذير پايه پلي‌لاكتيك اسيد/ لاستيك اكريلونيتريل بوتادي‌ان/ نانورس: اثر مقدار اكريلونيتريل

Preparation and study the morphology of biodegradable nanocomposite based on PLA/NBR/nanoclay: the effect of ACN content

در اين پژوهش، نانوچندسازه‌هاي پايه پلي‌لاكتيك اسيد (PLA)، لاستيك اكريلونيتريل بوتادي‌ان (NBR) و 4 % وزني نانورس به روش اختلاط مذاب در دستگاه مخلوط‌كن داخلي براي نخستين بار تهيه شدند. ريزساختار نمونه‌هاي نانوچندسازه تهيه‌شده با روش‌هاي پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپي الكتروني روبشي و عبوري و آزمون‌هاي اندازه‌گيري زاويه تماس بررسي شدند. به منظور مطالعه اثر مقدار اكريلونيتريل (ACN) بر پخش و چگونگي چيدمان نانولايه‌هاي سيليكاتي نانورس و ريزساختار آميزه، سه نوع لاستيك نيتريل با مقدار اكريلونيتريل متفاوت، كم (19 %)، متوسط (33 %) و زياد (51 %) موردبررسي قرار گرفتند. نتايج به‌دست آمده نشان داد كه در نانو چندسازه پايه NBR با درصد ACN كم، نانولايه‌هاي رس بيشتر تمايل به استقرار در بستر PLA نشان مي‌دهند؛ درحالي‌كه با افزايش مقدار اكريلونيتريل نانولايه‌هاي نانورس بيشتر در سطح مشترك دو فاز PLA و NBR قرار مي‌گيرند. اندازه قطره‌هاي فاز لاستيكي پخش‌شده در بستر PLA، در حضور ذره‌هاي نانورس نسبت به آميزه مشابه بدون نانورس، مستقل از مقدار اكريلونيتريل، كاهش يافت. اگرچه كاهش اندازه ذره‌ها، به‌دليل قرارگيري صفحه‌هاي نانورس در سطح مشترك دوفاز در نانو چندسازه برپايه لاستيك نيتريل با مقدار اكريلونيتريل بيشتر، محسوس‌تر بوده است. همچنين، با به‌كارگيري پراش پرتو ايكس براي نمونه‌ها، مشاهده شد كه براي نمونه بر پايه ACN زيادتر، نانورس بيشتر در سطح مشترك دو فاز پخش مي‌شود.

In the present study, attempts have been made to prepare nanocomposites based on polylactide (PLA) and acrylonitrile butadiene rubber (NBR) and 4 wt% of organically modified nanoclay (Cloisite 10A) via melt mixing process in an internal batch mixer for the first time. To investigate the effect of acrylonitrile (ACN) content of NBR phase on the dispersion state and localization of silicate nanolayers and micromorphology of blends, three different NBRs with low (19%), medium (33%) and high (51%) ACN content were employed. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy were conducted on the prepared samples. The size of dispersed NBR droplets decreased by the incorporation of nanoclay into the composition of all PLA/NBR blends, irrespective of the ACN content. This is mainly attributed to the reduction of the coalescence of the rubber droplets by the clay platelets. However, the reduction in NBR droplets size by the nanolayers was more pronounced for the nanocomposites having high ACN rubber phase as a result of higher localization of clay platelets within the interface of PLA and NBR. XRD analysis revealed that nanoclay mainly located at the interface of PLA/NBR-H, as the intensity of the peaks was quite similar for the nanocomposites with different rubber content.