مطالعه زيست‌تخريب‌پذيري فيلم آميخته پلي‌اتيلن پرچگالي و پرك ظروف يك‌بار مصرف پلي‌لاكتيك اسيد

Biodegradability Study of the Blend Film of High Density Polyethylene and Poly(lactic acid) Disposable Packages Flake

يكي از مشكلات اصلي استفاده از پليمرهاي زيست‌­تخريب‌­ناپذير باقي­‌ماندن آن در چرخه زيستي پس از مصرف است. توسعه پلاستيك‌هاي زيست‌­تخريب‌­پذير راه حل خوبي براي حل اين مشكل است. اختلاط پليمر پلي­‌لاكتيك ­اسيد با پليمرهاي يست‌­تخريب‌­ناپذير مي‌­تواند روشي كاربردي و اقتصادي براي اصلاح خواص زيست‌­تخريب‌­پذيري پليمرهاي تجزيه‌ناپذير باشد. در اين پژوهش، زيست ­تخريب­‌پذيري فيلم­‌هاي آميخته از پلي‌­اتيلن پرچگالي (HDPE) و پرك ظروف پلاستيكي پلي­‌لاكتيك ­اسيد (r-PLA) با درصدهاي مختلف جز r-PLA از 0 تا %50، شامل: 0، 5، 10، 20، 30، 40 و %50 مطالعه شد. زيست‌تخريب‌پذيري در خاك، خواص مكانيكي و گرمايي (گرماسنجي پويشي تفاضلي)، چگالي و شكل‌شناسي فيلم­‌هاي آميخته، ارزيابي شد. رفتار منحني‌هاي نيرو-ازدياد طول آميخته‌­هاي داراي مقادير كمتر از %30 r-PLA، تقريباً شبيه به HDPE خالص بود، درحالي كه براي ساير نمونه­‌ها، رفتار ياد شده، كاملاً تغيير يافت. همچنين، نيروي پارگي و ازدياد طول تا نقطه تسليم فيلم­‌هاي داراي %20 تا %50 r-PLA، پس از 60 روز از آزمون زيست‌تخريب‌پذيري در خاك، به‌طور چشمگيري كاهش يافت. مطالعه شكل‌شناسي فيلم‌­هاي آميخته نيز نشان داد، با افزايش زمان باقي‌ماندن زير خاك و مقدار جز r-PLA در آميخته، مقدار تخريب (خلل و فرج و شيارهاي عميق) در سطح نمونه­‌ها افزايش مي‌­يابد كه در فيلم­‌هاي با مقادير بيشتر از %20 جز r-PLA، اين تغييرات شايان توجه بود. دمانگاشت‌هاي گرماسنجي پويشي تفاضلي نيز نشان داد، با گذشت زمان زيست‌­تخريب‌­پذيري، قله­‌هاي مربوط به دماي انتقال شيشه­‌اي و آنتالپي تبلور حين گرمايش حذف شد. همچنين، كاهش مقدار بلورينگي جز r-PLA در ساختار آميخته­‌ها، پس از آزمون زيست‌تخريب‌پذيري، نتايج قبل را تاييد كرد.

One of the major concerns of using a non-biodegradable polymer product is its disposal at the end of its life cycle. Development of biodegradable plastics promises an alternative solution to combat this problem. Blending of poly(lactic acid) with non-biodegradable polymers is a practical and economical method for modifying the biodegradability properties of non-biodegradable polymers. In this study, soil biodegradability of the blends of high density polyethylene (HDPE) and variable amounts of recycled poly(lactic acid) (r-PLA) plastic flakes at 0, 5, 10, 20, 30, 40 and 50 wt% was studied. The behavior of the force-elongation profile of the blends having r-PLA content of lower than 30 wt% was approximately the same as that of pure HDPE while, it was completely different for the other blends. Tearing force and elongation-at-yield-point of the blends films with the 20 to 50 wt% r-PLA were decreased significantly after 60 days of soil biodegradability test. Morphological study showed that biodegradability of the blend films at surface of the samples (deep pores and grooves) was increased with extended biodegradability time and higher r-PLA content, while, this variation was significant for the blend films of more than 20 wt% r-PLA content. Thermal properties evaluation by differential scanning calorimetry (DSC) curves indicated that the glass transition temperature and enthalpy peaks during the heating stage were eliminated with increasing the biodegradability testing time. Also, reduction in the crystallinity degree of the r-PLA component with increasing the biodegradability testing time coincided with the earlier results.