نوع مقاله : مقاله پژوهشی فارسی

نویسندگان

1 گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.

2 جهاد دانشگاهی مشهد. خراسان رضوی

3 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه اتاوا، اتاوا، آنتاریو، کانادا

چکیده

در این پژوهش، برای بهبود ویژگی‌های فیلم‌های بر پایه پلی‌وینیل الکل (PVA) از دو نوع نانوذره دی اکسید تیتانیوم (TiO2) (۱و۲ درصد وزنی) و مونت موریلونیت (MMT) (۲و ۴ درصد وزنی) به‌صورت توأم استفاده گردید و سپس تأثیر این دو نانوذره بر خواص مکانیکی (مدول یانگ و مقاومت کششی)، ویژگی‌های رنگ (تفاوت رنگ‌سنجی کل و ضریب سفیدی) و میزان عبور نور در فیلم‌ها توسط روش سطح پاسخ (RSM) مورد بررسی قرار گرفت. جهت تعیین مشخصات فیلم‌ها از تکنیک‌های مختلفی نظیر پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. الگوهای پراش X نشان دادند که نانوذرات به‌خوبی در ماتریس پلیمر پخش شده‌اند و ریز ساختار فیلم‌های PVA/TiO2 و PVA/MMT از نوع لایه‌لایه می‌باشد. همچنین میکروگراف‌های SEM توزیع خوبی از نانوذرات را در غلظت کم نشان دادند در حالی که در غلظت های بالا تجمع نانوذرات مشاهده شد. در این پژوهش اثر خطی نانوذرات MMT و اثر متقابل TiO2 و MMT بر مقاومت کششی معنی‌دار بود (۰۵/۰>P) در حالی که اثر خطی، درجه دوم و اثر متقابل هر دو نانوذره بر مدول یانگ معنی‌دار بود (۰۱/۰>P) و در حالت کلی مقادیر بهینه TiO2 و MMT به‌ترتیب ۱% و ۴% برای خواص مکانیکی به‌دست آمد. همچنین وجود هردو نانوذره در ماتریس پلیمر بر میزان عبور نور از فیلم و ΔE مؤثر و معنی‌دار بود (۰۱/۰>P). با بررسی سفیدی فیلم‌ها فیلم نانوکامپوزیتی با ترکیب ۲% از TiO2 و ۴% از MMT از نظر ظاهری سفیدتر از سایر نمونه‌ها و در حقیقت کدرتر گزارش شد. با بررسی نتایج مختلف آزمایشگاهی و تحلیل آن‌ها با روش سطح پاسخ نمونه بهینه از نظر خواص مکانیکی و فیزیکی نمونه‌ای با TiO2 ۵/۰% و MMT ۴%  پیشنهاد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات