بررسي ويژگي‌هاي نوري و گرمايي نانو چند سازه‌هاي زيست‌ تخريب‌پذير نشاسته - پلي‌وينيل الكل - نانوخاك رس و كربوكسي‌متيل‌سلولز - پلي‌وينيل الكل - نانوخاك رس

Starch-Polyvinyl alcohol-Clay and Carboxymethyl Cellulose-Polyvinyl alcohol-Clay bioanocomposites - Investigation of Optical and Thermal Properties

نشاسته و سلولز از بسپارهاي طبيعي و زيست ‌تخريب‌پذيري هستند كه معايبي مانند سدگري ضعيف در برابر آب و مقاومت گرمايي پايين دارند. ساخت نانوچندسازه‌ها با افزودن نانوخاك رس براي بهبود سدگري اين فيلم‌ها و هم‌زمان بهبود ويژگي گرمايي، راه‌كار نويني است. در اين پژوهش، ابتدا نانوچندسازه‌هاي نشاسته-پلي‌وينيل الكل - و كربوكسي‌متيل‌سلولز - پلي‌وينيل الكل- نانوخاك رس با درصدهاي وزني متفاوت از پلي‌وينيل الكل (PVA) (15، 30 و 45) در دو درصد وزني (5 و 10) از نانوخاك رس تهيه شد. سپس، فيلم‌هاي آن‌ها پس از خشك‌كردن به‌دست آمد. ويژگي نوري و گرمايي فيلم‌ها به كمك طيف‌سنجي فرابنفش - مرئي (UV-Vis) و گرما وزن‌ سنجي (TGA/DTG) بررسي شدند. كاف نوار نمونه‌ها با استفاده از رسم نمودار 2(αhν) برحسب hν و معادله تائوك به‌دست آمد. نتايج نشان داد، افزودن PVA و نانوخاك‌رس مقاومت گرمايي فيلم‌هاي نانو چندسازه‌اي تهيه‌شده را افزايش مي‌دهند. كاف نوار فيلم‌ها كمتر از eV 5 بود كه نشانگر قابليت لازم براي به‌كارگيري آن‌ها در ساخت قطعه‌هاي الكترونيكي مانند ديودهاست.

Abstract: Starch and cellulose are naturally abundant biodegradable polymers. Starch has disadvantages such as weak barrier properties against water and poor thermal properties. Polyvinyl alcohol (PVA) is anticipated to be a good candidate for incorporation into these natural polymers. Also PVA shows high resistance to solvents and good barrier properties to oxygen. Because of their weak barrier properties of Starch or carboxymethyl cellulose and PVA polymeric blend other approach is needed. Making nanocomposites by adding nanoclay to improve barrier properties of these films is a new way. In this research, nanocomposites of carboxymethyl cellulose/polyvinyl alcohol/clay and starch/polyvinyl alcohol/clay at three different weight percentage of PVA 15, 30, and 45) and two nanoclay level 􀀀5 and 10) were prepared and their films were made after drying. Optical and thermal properties of the nanocomposites were investigated using UV-Vis spectrophotometry, thermogravimetry analysis TGA/DTG). The energy gap of the samples was calculated using the graph αhν)2 against hν and tauc equation. The results showed that addition of PVA and nanoclay increased the thermal resistance of nanocomposite. The energy gap of the nanocomposites films is obtained less than the 5 eV, indicating that these nanocomposites has the potential to use in electronic components such as diodes.