سازگاري، شكل‌شناسي، خواص مكانيكي و زيست‌تخريب‌پذيري آميخته‌هاي پلي(استيرن-اتيلن-پروپيلن-استيرن)- نشاسته گرمانرم اصلاح شده

Compatibility, Morphology, Mechanical Properties and Biodegradability of Poly(styrene-ethylene-propylene-styrene)/Modified Thermoplastic Starch Blends

در اين مطالعه، اثر وجود نشاسته اصلاح شده بر خواص كوپليمر سه‌قطعه‌اي پلي(‌استيرن-اتيلن-پروپيلن-استيرن) (SEPS) بررسي شد. عمل‌آوري شيميايي نشاسته با مالييك انيدريد درون مخلوط‌كن داخلي در دماي C°125 در مجاورت گليسيرين و حين ساخت نشاسته گرمانرم (TPS)انجام شد. انجام اصلاح شيميايي با آزمون طيف‌سنجي زيرقرمز تبديل فوريه و تيتركردن تاييد شد. آميخته‌هايي از نشاسته گرمانرم اصلاح شده (MTPS) با مقادير 30،20،10 و wt%50 و SEPSو (SEPS/MTPS) به روش اختلاط مذاب تهيه و خواص مكانيكي، شكل‌شناسي و زيست‌تخريب‌پذيري اين آميخته‌ها بررسي شد. مشاهدات ميكروسكوپي الكتروني نشان داد، شكل‌شناسي غالب پخش ذرات نشاسته اصلاح شده در ماتريس پليمري است. با افزايش مقدار نشاسته اصلاح شده، اندازه فاز پراكنده افزايش يافت، به نحوي كه در مقدار wt%50 نشاسته شكل‌شناسي به‌هم پيوسته نيز مشاهده شد. آزمون ديناميكي-مكانيكي نشان داد، پيك‌هاي منحني اتلاف به‌هم نزديك شده‌اند و سازگاري نسبي از دو فاز به علت اصلاح نشاسته با مالييك انيدريد حاصل شده است. با افزايش MTPS به SEPS در آميخته‌ها، استحكام كششي و ازدياد طول تا پارگي كاهش و مدول يانگ افزايش يافت. مقايسه خواص مكانيكي آميخته‌هاي SEPS/MTPS با SEPS/TPS نشان داد، استحكام كششي، ازدياد طول تا پارگي و مدول يانگ در آميخته‌هاي SEPS/MTPS بيشتر از SEPS/TPS است. نتايج زيست‌تخريب‌پذيري نشان داد، در 45 روز اول سرعت تخريب بسيار زياد است. در آميخته حاوي wt%10 از نشاسته اصلاح شده مقدار تخريب آميخته بسيار اندك و با افزايش مقدار MTPS تخريب آميخته‌ها به‌طور قابل توجهي افزايش يافت. به‌طوري كه در آميخته حاوي wt%50 از SEPS پس از گذشت 45 روز حدود %47 از نمونه تخريب شد.

The effect of modified starch on the properties of poly(styrene-ethylene-propylene-styrene) tri-block copolymer was studied. Chemical treatment of starch with maleic anhydride was accomplished in an internal mixer in the presence of glycerol. The reaction was confirmed using Fourier infrared spectroscopy (FTIR) and titration. The blend samples containing 10, 20, 30 and 50 wt% were obtained by melt blending and their mechanical, morphological and dynamic-mechanical properties were studied. Scanning electron microscopy (SEM) images displayed droplet-matrix morphology and with increases in modified starch up to 50 wt% some partial co-continuous morphology was also observed. With increase of modified starch in the compound, the size of dispersed phase increased. DMTA results revealed that the partial compatibility was obtained because of slight difference between glass transition temperatures of two phases in the presence of modified starch. The peak of modified starch shifted to higher values and the differences between the two peaks decreased, indicating partial compatibility. Mechanical properties including tensile, elongation-at-break and modulus were also determined and the results showed that the mechanical properties of the sample were higher than those of neat TPS because of the higher compatibility. Tensile strength was decreased with increase in modified starch content due to the absence of strong interfacial adhesion. Moduli of the samples were increased with increase in modified starch content due to higher stiffness of starch. Biodegradability of the samples was evaluated by weight loss percentage using compost test. A rapid degradation was observed in the first 45 days and with increase of the modified starch content the degree of degradation was increased.