پایان نامه درباره آلودگی محیط زیست و توسعه پایدار

  • در این پژوهش، خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیتهای حاصل از نانوفیبر سلولز وپلیمر پلیوینیلالکل مورد بررسی قرارگرفت. نانوکامپوزیتها از اختلاط پلیمر پلیوینیلالکل به عنوان ماتریس تجزیه شونده و سوسپانسیون نانوفیبرسلولز بهعنوان فاز تقویتکننده طبیعی تجزیه شونده تهیه شدند. نانوفیبرهای سلولز با روش سوپر آسیاب از مخلوط سوزنی برگان تهیه گردید. فیبرهای سلولزی با استفاده از میکرسکوپ نیروی اتمی AFM مورد ارزیابی قرار گرفتند و قطر آنها 10±32 نانومتر اندازهگیری شد. پلیمرهای پلیوینیلالکل به منظور تهیه محلول پلیمر در آب مقطر حل گردیدند. نانوکامپوزیتها پس از اختلاط محلول پلیمر با سوسپانسیون حاوی نانوفیبر سلولز، با روش قالبگیری محلول تهیه شدند. خواص مکانیکی در رطوبت 55% اندازه گیری شد و افزایش معنی داری با افزایش درصد نانو در مقاومت مکانیکی مشاهده گردید. نتایج خواص مکانیکی نشان داد، مدول یانگ و استحکام کششی را به ترتیب 97 و 80 درصد افزایش داده است. بررسی ریخت شناسی فیلمهای ساخته شده، به وسیله میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانیFE-SEM نشان داد سازگاری و سطح مشترک مناسب بین پلیمر و نانوفیبرهای سلولزی حاصل شده است. همچنین پراکنش مناسب نانوساختارهای سلولزی درپلیمر وجود داشت. در بررسی خواص زاویه تماس فیلمهای ساخته شده افزایش چشمگیری مشاهده نشد و بر اساس گروه بندی دانکن تفاوت معنی داری رویت نشد.
    واژههای کلیدی: نانوکامپوزیت، نانوفیبر سلولز، پلیونیلالکل ، خواص مکانیکی
    فصل اول
    مقدمه و کلیات
    1-مقدمه
    آلودگی محیط زیست و راههای مقابله با آن یکی از مسائلی است که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب نموده است و گرایش به سمت طبیعت امروزه در اکثر کشورهای پیشرفته و صنعتی به چشم میخورد. اگر چه طبیعت توانایی خودپالایی آب و هوا را دارد ولی با افزایش جمعیت، بالا رفتن سطح زندگی و رشد صنایع، سرعت آلوده سازی اغلب بیشتر از خودپالایی طبیعت میباشد. (نوشیروانی 1389)
    تا قبل سال 1960 در کشورهای صنعتی توجه زیادی به آلودگی محیط زیست به عمل نمیآمد. در سال 1960 اولین زنگ خطر آلودگی هوا در لسآنجلس آمریکا زده شد. مه دود فتوشیمیایی در این مناطق باعث آبریزش چشم، سوزش گلو و خفگی گردید. از آن زمان به بعد با بررسی تغییرات به وقوع پیوسته در ترکیب اتمسفر و مسائلی همچون؛ نابودی لایه ازن، بارانهای اسید،محلول فتوشیمیایی و اثر گلخانهای تلاشهای فراوانی برای درک بهتر شیمی محیط زیست صورت گرفت و کمکم نیاز مبرم به کنترل آلودگی محیط زیست برای حفظ یک توسعه پایدار در جهان احساس گردید. (الماسی 1388)
    پلاستیکهای مورد استفاده یکی از عوامل آلاینده محیطزیست یه شمار میآیند. این ترکیبات به دلیل دارا بودن ماهیت غیر زیست تخریب پذیر در محیط زیست باقی مانده و آلودگیهای زیست محیطی را موجب میشوند.
    از سال 1970 و با وخیم شدن مشکل دفن زباله در سطح جهان استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر مطرح گردید که اولین موضوع در خصوص کیسههای زباله و مواد یکبار مصرف بود طوری که 30% از پلاستیکهای تولیدی برای مصارف یکبار مصرف میباشد و تنها 2% از آن بازیابی میگردد لذا پلیمرهای زیست تخریب پذیر بعنوان جایگزین مناسب پلاستیکهای رایج مطرح گردید. (نوشیروانی 1389)
    برای حل این مشکل، پژوهشگران به فکر استفاده از ترکییبات زیست تخریب پذیر افتادهاند. ترکیباتی که به سادگی در محیطزیست تخریب شده و به چرخه کربن وارد شوند. بایوپلیمرها جایگزین مناسبی برای ترکیبات سنتزی به شمار میروند، آنها از منابع تجدید پذیر بدست میآیند و به وفور در طبیعت یافت میشوند.
    1-1 پلیمرها و انواع آن
    پلیمرها بزرگ مولکولهایی هستند که از تعداد زیادی واحدهای همسان تکراری به نام مونومر تشکیل شدهاند. پلیمرها به طور کلی دارای وزن مولکولی بیشتر از 5000 هستند. از دیر باز پلیمرها کارایی زیادی در زندگی انسان ها داشتند و امروزبه مهم ترین موضوع تحقیقات تبدیل گشتند.
    پلیمرها را میتوان از نظر منشا تولید آن به دو دسته مصنوعی و طبیعی تقسیم کرد. پلیمرهای مصنوعی به طور عمده از منابع نفتی تهیه میشوند. تولید و مصرف پلیمرهای نفتی به طور تقریبی از اواسط قرن بیستم شروع شده و به طور فزایندهای پیشرفت کرده است. در شکل 1-1 روند افزایش مصرف این نوع پلیمرها طی دهههای مختلف نشان داده شده است(David teegarden، 2004).
    شکل1-1-نمودار مصرف پلیمرهای پتروشیمیایی از سال 1950 تا 2010 (David teegarden، 2004).
    این افزایش مصرف پلیمرهای مصنوعی (بر پایه نفت) به دلیل محدود بودن منابع نفتی ، تخریب پذیر نبودن در محیط زیست و آلودگی آن نگرانی های زیادی را بوجود آورده و باعث جلب نظر دانشمندان به سمت بررسی پلیمرهای طبیعی ( زیست تخریب پذیر) شده است.
    پلیمرهای طبیعی در طبیعت توسط فعالیت طیف وسیعی از موجودات زنده مثل گیاهان ، جانوران و باکتری ها تولید می شوند. این مواد به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به ریز واحد های سازنده خود تجزیه شده و در محیط زیست باقی نمیمانند. تولید و استفاده این پلیمرها در صنعت برای این منظور و با هدف داشتن صنعتی در خدمت توسعه پایدار و حفظ زیست بوم های طبیعی در دستور کار بسیاری از کشورهای پیشرفته قرار گرفته است. چند نوع عمده از پلیمر های طبیعی را در جدول زیر می توانید ملاحظه کنید(David teegarden، 2004).
    پلیمرهای زیست تخریب پذیر براساس اجزای تشکیل دهنده آن از نظر خاستگاه به دو دسته طبیعی و غیر طبیعی تقسیم میگردد.
    1-1-1-پلیمرهای زیست تخریب پذیر با خاستگاه طبیعی
    پلیمرهای زیست تخریب پذیر با خاستگاه طبیعی به شش گروه تقسیم میشوند؛ پلیساکاریدها، مانند: نشاسته سلولز و پروتئینها، پلیاترهای تولید شده از میکروارگانیسمها یا گیاهان، مانند: پلیهیدروکسیالکانوآتها یا
    پلیهیدروکسیبوتیرات، پلیاسترهای ساخته شده بر پایه منومر طبیعی نظیر پلیلاکتیکاسید.
    1-1-2-پلیمرهای زیست تخریب پذیر سنتزی
    پلیمرهای زیست تخریب پذیر زیادی وجود دارد که از مواد اولیه پتروشیمی تولید میشوند که میتوان از جمله آنها به پلیاسترهای آلیفاتیک زیر را نام برد:
    پلیگلایکولیکاسید
    پلیاسترهایآروماتیک یا ترکیب با پلیاسترهایآلیفاتیک
    پلیوینیلالکلها
    این نوشته در مقالات و پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.