خواص حرارتی و رنگ‌سنجی چندسازه کاه‌گندم رنگبری شده/پلی‌اتیلن سبک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت‌علمی (استادیار)، مهندسی بستهبندی، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج

2 دانشآموخته رشته صنایع غذایی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

این پژوهش، با هدف تعیین خواص حرارتی و رنگ‌سنجی چندسازه کاه‌گندم رنگبری شده/ پلی‌اتیلن انجام شد. برای این منظور، ابتدا کاه گندم با استفاده از روش‌های مختلف رنگبری طبیعی و شیمیایی رنگبری شد. سپس، کاه گندم رنگبری شده و پلی‌اتیلن با -نسبت وزنی40 به60 با یکدیگر در یک اکسترودر دو مارپیچه ناهمسوگرد در دمای 145 درجه سانتی‌گراد مخلوط شدند. سازگارکننده مالئیک‌دار نیز به میزان 10% (وزنی از پلی‌اتیلن) در تهیه چندسازه به کار گرفته شد. آزمون‌های رنگ‌سنجی و گرمایی روی نمونه‌های ساخته شده انجام و نتایج آن با نمونه تهیه شده از پلیمر خالص مقایسه شد. نتایج نشان داد که کمترین میزان روشنایی در نمونه‌هایی مشاهده شد که فرایند رنگبری بر کاه گندم آنها انجام نشده است. چندسازه حاصل از خمیر رنگبری شده با آنزیم زایلاناز و پراکسیدهیدروژن 1%، بیشترین مقدار روشنایی بعد از پلی‌اتیلن خالص دارد. خواص گرمایی نمونه‌ها با استفاده از آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی نشان داد که چندسازه رنگبری شده با آنزیم و پراکسیدهیدروژن1%، در مقایسه با سایر تیمارها از دمای ذوب بالاتری برخوردار است. بالاترین دمای تجزیه در چندسازه بدون رنگبری برابر 76/424 درجه سانتی‌گراد و کمترین آن مربوط به چندسازه رنگبری شده برابر 23/354 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


[1]  Espert, A., Vilaplana, F. and Karlsson, S., 2004. Comparison of water absorption in natural cellulosic fibres from wood and one-year crops in polypropylene composites and its influence on their mechanical properties. Composites: Part A, Applied science and manufacturing, 35(11):1267-1276.

[2] Tajeddin, B., Russly, A.R. and Chuah A.L., 2010. The effect of   polyethylene glycol on the characteristics of  kenaf cellulose/low density polyethylene biocomposites. International Journal of Biological Macromolecules, 47: 292-297.

[3] Anderson, E. and Lux, B., 1986. Potential applicationsof composite materials and associated technology in developing countries. Translated to Persian by Dorodiani, S. (1994), Tehran: Nashr Daneshgahi publication. (In Persian).

[4] Chandra, R. and Rustgi, R., 1998. Biodegradable polymers Program Polymer science. Progress in polymer science 23: 1273- 1335.

[5] Khatibi, R., 2009. Investigate of  mechanical & physical properties of  wood plastic composite based on HDPE and cornstalk flours. Msc. dissertation, Islamic Azad University, Science & Research Unit, Tehran. (In Persian).

[6] Mohanty, A.K., Misra, M., Drzal, L.T., Selke, S.E., Harte, B.R. and Hinrichsen, G., 2005. Natural fibers, biopolymers, and biocomposites: an introduction. In Natural fibers, biopolymers, and biocomposites (Mohanty, A.K., et al., Eds.), pp. 1- 36. CRC Press.

[7] Selke, S.E., 2000. Plastics recycling and biodegradable plastics. In Modern plastics handbook (Harper, C.A., Ed.), pp. 12.11- 12.108. McGraw – Hill Education publisher.

[8] Gorjani, F. and Omidvar, A., 2006. Investigation on manufacturing process and mechanical properties wheat straw / recycled polyethylene composite. Pajouhesh & Sazandegi ,72: 84-88. (In Persian).

[9] Tajeddi, B., 2013. Feasibility study of producing of wheat straw - polyethylene biodegradable composites, as a packaging food material and study its various features. Final report of project, No. 42840, Agricultural Engineering Research Institute. (In Persian).

[10] Tajeddin, B., 2014. Investigation of the possibility of eliminating the natural flavor (color and smell) of wheat straw/LDPE biocomposite for packaging application. Final report of project, No. 45874, Agricultural Engineering Research Institute. (In Persian).

[11] Smook, G.A., 2008. Pulp and paper technology (Mirshokraee, S.A., translator to Persian). Yyzh publication. (In Persian).

[12] Ebrahimi Majdar, R., 2008. An investigate on the possibility of xylanase enzyme use for prebleaching of beech kraft pulp. Msc. dissertation, University of Tehran, Karaj. (In Persian).

[13] Ragauskas, A.J., Poll, K.M. and Cesternino, A.J., 1993. Effect of xylanase pretreatment procedures for nonchlorine bleaching. Institute of Paper Science Atlanta, Georgia. Ipst Technical Paper Series, No. 482.

[14] Tolan,  J. S., Olsan, D. and  Dines, R. E., 1995. Survey of xylanase enzyme usage in bleaching in Canada. Pulp and paper Canada, 96:107-110.

[15] Zhao, J., Li, X.Z. and Qu, Y.B., 2005. Application of enzymes in producing bleached pulp from wheat straw. Bioresource Technology, 97: 1470–1476.

[16] Averous, L. and Le Digabel, F., 2006. Properties of biocomposites based on lignocellulosic fillers. Carbohydrate Polymer, 66: 480-493.

[17] Rudnik, E. 2007. Thermal properties of biocomposites. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 88(2): 495-498.

[18] Mengeloglu, F. and Karakus, K.,2008. Thermal degradation, mechanical properties and morphology of wheat straw flour filled recycled thermoplastic composites. Sensors, 8: 500-519.

[19] Farsi, M., 2012. Some of  the mechanical and thermal properties of wheat straw filled-PP composites. Fibers and Polymers, 13(4): 515-521.

[20] Ibrahim, M.S., Sapuan, S.M. and Faieza, A.A., 2012. Mechanical and thermal properties of composites from unsaturated polyester filled with oil palm ash. Journal of Mechanical Engineering and Sciences (JMES), 2: 133-147.

[21] Essabir, H., Hilali, E., Elgharad, A., El Minor, H., Imad, A., Elamraoui, A. and Al Gaoudi, O., 2013. Mechanical and thermal properties of bio-composites based on polypropylene reinforced with Nut-shells of Argan particles. Materials & Design, 49: 442–448.

 [22] Enayati, A.A., Ebrahimi Majdar, R., Resalati, H. and Parsapajoh, D., 2006. An investigate on the possibility of xylanase enzyme use for prebleaching of beech kraft pulp. Iranian Journal of the Natural Resources, 59(3): 715-725. (In Farsi)

[23] Lewin, K.C., Harun, J., Tahir, P.M .,Yussof , M.N.M. and Dahlam, K.Z.M., 2000. Properties of rubber wood fiber/polypropylene composites blended at different fiber content and fiber size fractions. Journal of Tropical Forest Product, 6(1): 21-27.

[24] ASTM D3417, 2004. Standard test method for enthalpies of fusion and crystallization of polymers by differential scanning calorimetry (DSC).

[25] Westman, M.P., Laddha, S.G., Fifield, L.S.,  Kafentzis, T.A. and Simmons, K.L., 2010. Natural fiber composites: a review. Prepared for the U.S. Department of Energy under Contract DE-AC05-76RL01830, PNNL-19220.

[26] Tajeddin, B. and Chuah A.L., 2010. Thermal properties of high density polyethylene- kenaf cellulose composites. Polymer & Polymer composites, 18(5): 195-199.

[27] Peelman, N., Ragaert, P., Ragaert, K., De Meulenaer, B., Devlieghere, F. and Cardon, L., 2015. Heat resistance of new biobased polymeric materials, focusing on starch, cellulose, PLA, and PHA. Journal of Applied Polymer Science, 132 (48): 42305- 42320.

[28] Saheb, D.N. and Jog, J.P., 1999. Natural fiber polymer composites, a review. Advances in Polymer Technology, 18(4): 351-363.