تهيه و بررسي ويژگي هاي آميخته هاي پلي اتيلن سبك ـ نشاسته گرمانرم؛ قسمت اول: اثر سازگاركننده ي PE-g-MA بر خواص مكانيكي و رفتار جريان

Preparation and Study on the Properties of LDPE-Thermoplastic Starch Blends; Part I: Effect of PE-g-MA on the Mechanical Properties and Flow Behavior

: در اين پژوهش، اثر پلي اتيلن پيوند خورده با مالييك انيدريد (PE-g-MA) بر خواص مكانيكي، شكل شناسي و رفتار جريان آميخته هاي زيست تخريب پذير پلي اتيلن سبك- نشاسته گرمانرم مطالعه شده است. نشاسته گرمانرم از پيش اختلاط نشاسته خالص با 35% وزني گليسيرول در دماي اتاق به دست آمد. مخلوط به دست آمده سپس با استفاده از مخلوط كن داخلي در دماي oC140، دور rpm 60 و به مدت 8 دقيقه به صورت مذاب به دست آمد. آميخته هاي پلي اتيلن سبك - نشاسته گرمانرم داراي درصدهاي گوناگون نشاسته گرمانرم (10 تا 40% وزني) با (3% وزني) و بدون PE-g-MA، با استفاده از اكسترودر تك مارپيچه تهيه شد. شكل شناسي سطح آميخته هاي تهيه شده با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفت. همچنين خواص مكانيكي و جريان نمونه ها با استفاده از روش هاي استاندارد مربوطه انجام شدند. تصويرهاي ميكروسكوپي بهبود پراكندگي ذره هاي نشاسته در ماتريس پلي اتيلن و چسبندگي بين سطحي فازها با استفاده از سازگار كننده را تاييد مي كنند. نتيجه هاي ويژگي هاي مكانيكي نيز نشان مي دهد كه استحكام كششي نهايي، ازدياد طول در نقطه شكست، مدول كششي و استحكام ضربه نسبي آميخته ها با افزايش مقدار نشاسته گرمانرم كاهش مي يابند. با اين وجود، نمونه هاي سازگار شده خواص مكانيكي بالاتري نسبت به نمونه هاي بدون سازگاركننده نشان مي دهند. افزون بر اين، نتيجه هاي آزمون هاي ريولوژيكي نشان مي دهد كه با افزايش مقدار نشاسته گرمانرم، شاخص جريان مذاب (MFI) نمونه ها كاهش و در نتيجه گرانروي ظاهري آنها افزايش مي يابد. همچنين با افزايش نرخ برشي، گرانروي ظاهري نمونه ها كاهش مي يابد كه نشان دهنده رفتار شبه پلاستيك آميخته هاي تهيه شده مي باشد.

In this work, effect of maleic anhydride grafted- LDPE (PE-g-MA) on the mechanical, morphology and flow behavior of biodegradable LDPE-thermoplastic corn starch (TPS) blends were investigated. TPS was prepared by mixing neat starch and glycerol (35wt. %) at room temperature. The mixture then was melt-compounded using an internal mixer at 140oC, rotor speed of 60 rpm for 8 minutes. LDPE-TPS blends containing different contents of TPS (0-40wt. %) with (3wt. %) and without the addition of PE-g-MA, were prepared using a single-screw extruder. Surface morphology of the prepared blends was investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM). Also, mechanical properties and flow behavior of the prepared samples were carried out by means of related standard test methods. Scanning electron micrographs of the samples show improvement in dispersion of the starch particles in LDPE matrix in the presence of PE-g-MA as a compatibilizer. Also, the results of mechanical properties indicate that as TPS concentration increases, the ultimate tensile strength, elongation at break, Young’s modulus and relative impact strength of the blends decrease. However, the compatibilized blends represent higher mechanical properties than the blends without any compatibilizer. Furthermore, the addition of starch to LDPE decreases the melt flow index values of the samples and subsequently increases their apparent viscosity.The results of rheological tests also indicate that as shear rate increases, the apparent viscosity of the samples decreases (shear thinning).