مطالعه رفتار زیست تخریب پذیری و تغییر رنگ چندسازه های حاصل از انواع خمیرکاغذ باگاس/پلی لاکتیک اسید

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشیار گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 استادیار گروه مهندسی علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران

چکیده

در این تحقیق کیفیت ظاهری و مقاومت به تخریب چندسازه های سبز تشکیل یافته از پلی لاکتیک اسید (PLA) و خمیرهای مونواتانول آمین، سولفیت قلیایی-آنتراکینون، سودا رنگبری شده، سودا رنگبری نشده باگاس و الیاف باگاس خام مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. به منظور مطالعه رفتار زیست تخریب پذیری، تاثیر قارچ پوسیدگی سفید رنگین کمان (Coriolus versicolor) بر PLA خالص و نیز چندسازه های تلفیقی آن با الیاف طبیعی در طی دوره های 30 و 60 روزه بررسی گردید. نتایج نشان داد زمانی که الیاف باگاس با ماتریس پلیمر مخلوط می شود، درصد افت وزنی و سختی نمونه ها افزایش می یابد. همچنین، میزان کاهش اشاره شده در چندسازه‌های الیاف خمیرکاغذ باگاس بالاتر از چندسازه های حاوی الیاف باگاس خام قرار گرفت. این روند می تواند به وسیله حذف ترکیبات غیرسلولزی مانند لیگنین و همی سلولزها از الیاف در نتیجه فرآیند خمیرسازی توضیح داده شود. همچنین دریافته شد که چندسازه های ساخته شده نسبت به PLA خالص کیفیت سطوح پایین تری دارند که بسته به نوع الیاف، کاهش کیفیت سطوح متفاوت است. با این وجود، درجه تغییر رنگ در چندسازه های دارای الیاف خمیرکاغذ باگاس در مقایسه با چندسازه های دارای الیاف باگاس خام کمتر است. در نهایت الیاف خمیرکاغذ باگاس در مقایسه با الیاف باگاس خام قابلیت تقویت کنندگی بهتری داشتند.

کلیدواژه‌ها


[1]   Mohanty, A.K. and Drzal, L.T., 2002. Sustainable Bio-Composites from Renewable Resources: Opportunities and Challenges in the Green Materials World. Journal of Polymers and the Environment, 10: 19-26.

[2]  Lucas, N., Belloy, C., Queneudec, M., Silvestre, F. and Nava-Saucedo, J.E., 2008. Polymer biodegradation: Mechanisms and estimation techniques. Chemosphere, 73:429-442.

[3]  Mantia, F.P., 2011. Green composites: A brief review. Composites: Part A, 42:579-588.

[4]  Shah, F.H., Abdul, H. and Safia, A., 2008. Biological degradation of plastics: A comprehensive review. Biotechnology Advances, 26:246-265.

[5]   Fabiyi, S., Morrell, J. and Freitag, C., 2011. Effects of wood species on durability and chemical changes of fungal decayed wood plastic composites. Composites: Part A, 42:501-510.

[6]    Fabiyi, S., Wolcott, M.P. and Griffiths, P.R., 2008. Wood plastic composites weathering: Visual appearance and chemical changes. Polymer Degradation and Stability, 93:1405-1414.

[7]   Ashori, A., Sheshmani, S. and Cordeiro, N., 2012. Influence of mild alkaline treatment on the cellulosic surfaces active sites. Carbohydrate Polymers, 88:1293– 1298.

[8]   Du, Y., Yan, N., Kortschot, M.T. and Farnood, R., 2013. Pulp fiber-reinforced thermoset polymer composites: Effects of the pulp fibers and polymer. Composites: Part B, 48:10–17.

[9]  Saliba, R.N., Morais, S.L. and Pilo´-Veloso, D., 2001. Ligninas: me´todos de obtenc¸a˜o e caracterizac¸a˜o quı´mica Cieˆncia Rural, 31:917–928.

[10] Aparecida, B., Ribeiro, C.A. and Crespi, M.S., 2011. Evaluation of organic molecules originated during composting process. Therm Anal Calorim, 106:773–778.

[11] Awal A., 2011. Spectroscopic studies and evaluation of thermorheological properties of softwood and hardwood lignin. J Appl Polym Sci, 122(2):956–963.

[12] Kubo S., 2005. Hydrogen bonding in lignin: a Fourier transform infrared model compound study. Biomacromolecules, 6(5):2815–2821.

[13] Jonoobi, M., Shakeri, A., Misra, M. and Oksman, K., 2009. Chemical composition, crystallinity, and thermal degradation of bleached and unbleached kenaf bast (Hibiscus cannabinus) pulp and nanofibers. BioResources, 4:626-639.

[14] Silva, M.C., Lopes, O.R., Colodette, J.L., Porto, A.O., Rieumont,  J., Chaussy, D., Belgacem, M.N. and Silva, G., 2008. Characterization of three non-product materials from a bleached eucalyptus kraft pulp mill, in view of valorizing them as a source of cellulose fibers. Ind. Crop Prod, 27(3):288-295.

[15] Du, Y., Yan, N., Kortschot, T. and Farnood, R., 2014. Fabrication and characterization of fully biodegradable natural fiber-reinforced poly(lactic acid) composites. Composites: Part B, 56: 717–723.

[16]  Pandey, K., 2003. FTIR studies of the changes in wood chemistry following decay by brown-rot and white-rot fungi. International Biodeterioration & Biodegradation, 52:151-160.

[17]  Mansouri, N.E., Julian, F., Verdaguer, N., Torres, L., Miquel F. and Mutje, P., 2012. Research on the suitability of organosolv semi-chemical triticale fibers as reinforcement for recycled HDPE composites. BioResources, 7(4):5032-5047.

[18] Faix, J.W., 2007. Characterization of lignin–carbohydrate linkages in the residual lignins isolated from chemical pulps of spruce (Picea abies) and beech wood (Fagus sylvatica). Journal Wood Science, 53:309-313.

[19]Yan, L. and Farrell, R.L., 2009. Analysis of green hemp fibre reinforced composites using bag retting and white rot fungal treatments. industrial crops and products, 29:420-426.

[20]  Kao, T.M., 2011. PLA Based Biopolymer Reinforced with Natural Fibre: A Review. J Polym Environ, 19:714-725.

[21] LIU, L., HICKS, K.B. and LIU, C.K., 2005. Biodegradable Composites from Sugar Beet Pulp and Poly(lactic acid). Agricultural and food chemistry, 53:9017-9022.

[22]  Hietala, M., 2011. Processing of wood chip–plastic composites: effect on wood particle size, microstructure and mechanical properties. Plastics, Rubber and Composites, 40:49-56.