تعيين برخي خواص مكانيكي و بررسي سينتيكي تجزيه گرمايي زيست پلاستيك هاي تهيه شده از سلولوز كاه و آرد گندم

Mechanical Properties and Kinetics of Thermal Degradation of Bioplastics based on Straw Cellulose and Whole Wheat Flour

در ده سال گذشته زيست پلاستيك ها يا پلاستيك هاي با منشا گياهي، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته و اين نوع پلاستيك ها مي توانند جايگزين مناسبي براي پلاستيك هاي متداول در توليد انواع محصولات پلاستيكي باشند. در اين پژوهش، آرد گندم و سلولوز تهيه شده از كاه در نسبت هاي مختلف با گليسرول مخلوط و با استفاده از پرس هيدروليكي و يك قالب، نمونه هاي زيست پلاستيك تهيه و سپس اثر درصد وزني آرد در 3 سطح70%، 60% و 50% و درصد وزني سلولوز در 3 سطح 75%، 70% و 65% بر خواص مكانيكي اين زيست پلاستيك ها بررسي شد. نتايج آزمايش هاي مكانيكي نشان داد، با كاهش درصد وزني آرد و سلولوز مدول كششي و استحكام كششي زيست پلاستيك هاي تهيه شده كاهش مي يابد. حداكثر مدول كششي براي نمونه هاي تهيه شده از آرد و سلولوز به ترتيب 5/12 وMPs 6/8 و حداكثر استحكام كششي به ترتيب 878 و MPs 202 به دست آمد. بررسي تخريب گرمايي زيست پلاستيك هاي تهيه شده با استفاده از آزمون گرمايي نشان داد، پلاستيك هاي ساخته شده از آرد، مقاومت گرمايي بيشتري نسبت به پلاستيك هاي ساخته شده از سلولوز كاه دارند. انرژي فعال سازي با استفاده از معادله آرنيوس براي زيست پلاستيك هاي تهيه شده از آرد و سلولوز كاه گندم به ترتيب 0/133 و kJ/mol 8/63 محاسبه شد

During the past two decades the use of bioplastics, as a suitable alternative to petroleum-based plastics, has attracted researchersʹ attention to a great extent. In this study, the whole wheat flour and straw cellulose at different proportions were mixed with glycerol and bioplastics sheets were obtained by a press type molding machine. The mechanical properties of samples were examined on compositions prepared by whole wheat weight in three proportions of 70, 60 and 50% and the cellulose in three proportions 75, 70 and 65%. The tensile tests on the samples indicated that with lowering proportions of both flour and cellulose, the modulus of elasticity and tensile strength of the bioplastics dropped as well. The maximum modulus of elasticity achieved for the flour and cellulose compositions were 12.5, and 8.6 MPa, and the maximum tensile strengths were 878 and 202 kPa, respectively. The TGA tests indicated that the bioplastics prepared from whole wheat flour showed higher temperatures of thermal degradation. The activation energies calculated for the flour and cellulose bioplastics, as estimated by Arrhenius type equation, were 133.0 and 63.8 kJ/mol, respectively.