پایان نامه درباره صنایع غذایی و ریخت شناسی


Widget not in any sidebars
هیدرولیز اسیدی از منابع بسیاری
قطر: 70-5 نانومتروطول:250-100 نانومتر(سلولزگیاهی) و 100 نانومترتاچندمیکرومتر(سلولزجلبک و باکتری)
باکتریال نانوسلولز
(BNC)
سلولز میکروبی و بیوسلولز
قندها و الکلهای با وزن مولکولی پایین
سنتز باکتریایی
قطر: 100-20 نانومترو با انواع شبکه‌هایمختلف نانوالیاف
اهمیت نانوکریستال سلولز از دیدگاه علمی به دلیل کاربرد مواد خام تجدید پذیر و دوستدار محیط زیست است که باعث حرکت حیاتی توسعه نانوسلولزها در صنایع غذایی، نانوکامپوزیت ها و تجهیزات پزشکی شده است.
1-5 اهداف و ضرورت تحقیق
در سالهای اخیر، نگرانی عمومی در مورد افزایش پسماندهای پلاستیکی با منشا نفتی در محیط زیست افزایش یافته است. طبیعت نمیتواند این آلایندهها را تجزیه کند، این امر موجب شده بسیاری از کشورها اقدام به تولید پلاستیکهای قابل تجزیه (زیستی) کنند. بر اساس یک تخمین بیش از 100 میلیون تن پلاستیک هر ساله تولید میشود، که40 درصد از این مقدار به محلهای دفن زباله منتقل میشوند و چند صد هزار تن نیز به محیطهای دریایی ریخته میشوند (Kalia و همکاران، 2000). علاوه بر موارد فوق، تحقیقات نشان میدهدکه سالانه 270 میلیون تن نفت خام صرف تولید مواد پلاستیکی میگردد. با توجه به افزایش قیمت نفت و غیر قابل تجدید بودن این منبع، نیاز روز افزون به تولید پلاستیکهایی قابل تجزیه از منابع غیر نفتی و بدون زیان برای محیط زیست احساس میشود ( Sharmaو همکاران، 2007). از این رو امروزه تقاضا برای پلاستیکهای قابل تجزیه یکی از مهمترین اهداف برای تحقیقات پایه و کاربردی میباشد. پلی(وینیل الکل) بزرگ ترین پلیمر سنتزی قطبی تولید شده در دنیا از نظر فراوانی است که زیست تخریب پذیری در محیط زیست مهم ترین ویژگی آن است و پتانسیل بالایی برای جایگزینی پلیمرهای زیست تخریب ناپذیر( پلیپروپیلن و پلیاتیلن) و کاربرد قابل توجهی در صنعت بسته بندی، داروسازی و پزشکی دارد. استفاده از مواد در مقیاس نانو در ترکیب پلیمرهای مختلف با هدف بهبود ویژگیهای آنها موضوع تحقیقاتی جذابی است که در دهههای اخیر توجه بسیاری به خود جلب کرده است. نانوفیبر سلولز به دلیل دارا بودن خواص ویژه ای نظیر خواص مقاومتی بالا، تجدیدپذیری، زیستسازگاری و … مورد توجه محققان قرار گرفته است و دارای پتانسیل زیادی برای تقویت بایو کامپوزیت پلی(وینیل الکل) / نانو فیبر سلولز میباشد. این تحقیق با هدف بررسی ویژگیهای مکانیکی و ریختشناسی فیلم پلی(وینیل الکل) / نانو فیبر سلولز میباشد.
سوال تحقیق:
استفاده از درصدهای مختلف نانو فیبر سلولز چه تاثیری بر ویژگیهای مکانیکی و ریختشناسی پلیونیلالکل با درجه هیدرولیز 98 درصد دارد؟
فصل دوم
سابقه تحقیق
فصل2
مروری بر مطالعات انجام شده
مدائنی و همکاران، (1382)؛ مطالعه ای بر روی خواص ریخت شناسی و مکانیکی پلیوینیل الکل، اسید استیک و پلی-اتیلنگلیکول به روش رسوبگیری در اثر غوطهوری داشتهاند و گزارش کردهاند، اسید استیک در محلول پلیمر باعث بهبود قابل ملاحظه عملکرد غشا شده و کاهش ناخالصیها شده است. با افزایش غلظت اسید استیک در محلول پلیمر، میزان کاهش ناخالصیها و به عبارت دیگر نفوذپذیری غشا افزایش یافته است. از نظر خواص مکانیکی، وجود PEG باعث افزایش مقاومت مکانیکی غشا در برابر اعمال نیروهای پارگی و کششی شده است.
لیونبرگ و همکاران (2005) با ساختن نانوکامپوزیت‌های جدید حاصل از اختلاط نانوکریستال‌های سلولز و پلی‌پروپیلن‌اتکتیک، تاثیر سطح و خصوصیات پخش شدن را بررسی کردند. در این پژوهش، آن‌ها از سه نوع نانوکریستال سلولز با خصوصیات سطح مختلف؛ کلوخه‌شده بدون اصلاح سطح، کلوخه‌شده و پیوند زده‌شده با مالئیک پروپیلن و تیمار‌شده با سورفاکتانت، به‌عنوان فاز تقویت کننده در پلی‌پروپیلن‌اتکتیک استفاده کردند. فیلم قالب‌گیری شده در محلول تولوئن، بوسیله SEM ، DMAو آزمون کشش مورد بررسی قرارگرفت. مشخص شد که خصوصیات مکانیکی در دامنه خطی، در بالای Tg برای نانوکامپوزیت‌ها در مقایسه با پلی‌پروپیلن خالص افزایش چشمگیری داشت. این اثرات به تشکیل شبکه محکم با برهمکنش پرکننده/ پرکننده نسبت داده شد. بعلاوه مشخص شد که بر همکنش‌های بین پرکننده و ماتریس و کیفیت پخش نقش اصلی را در مورد خصوصیات مکانیکی دامنه غیر خطی بازی می کنند.
اکسمن و همکاران (2006) فرآیند ساخت نانوکامپوزیت‌های سلولز/ پلی لاکتیک اسید را مورد بررسی قراردادند. این پژوهشگران نانوکریستال‌های سلولز را با ماتریس پلی‌لاکتیک اسید مخلوط کردند. آن‌ها ابتدا MCC را با N،-N دی‌متیل‌استامید (DMAc) دارای کلرید لیتیم تیمار کردند تا ذرات میکروکریستالین سلولز واکشیده شده و تا حدودی پخش شوند. سپس سوسپانسیون حاصل را به داخل پلیمر مذاب در طی فرایند اکستروژن پمپ کردند. برای مطالعه خصوصیات نانوکامپوزیت حاصل، از تکنیک های مختلف میکروسکپی، آنالیز ترموگراویمتریک، تفرق اشعه X و تست‌های مکانیکی استفاده شد. نتایج نشان دادند که DMAc/LiCl می‌تواند به‌عنوان عامل واکشیده‌کننده/ جداسازنده برای MCC استفاده شود اما به نظر می رسد که باعث تخریب نانوکامپوزیت در دمای بالای فرآوری می‌شود. هنگامی‌که PEG به‌عنوان ماده افزودنی در فرآوری استفاده شد ساختار نانوکامپوزیت از نانوکریستال‌های تا حدودی پخش شده شکل گرفت. خصوصیات مکانیکی نانوکامپوزیت‌ها بهبود پیدا کرد و ازدیاد طول در مرحله شکست در مقایسه با مواد مرجع 0800/0 کاهش نشان داد.
Liu و Tang، (2007)؛ اقدام به ساخت فیلم با استفاده از PVA واستات سلولز نمودند. در این پژوهش فیلم با نسبتهای PVA خالص، AC خالص و فیلم ساخته شده PVAAC با درصد اختلاطهای مختلف تا 60 درصد AC ساخته شد. گزارش مقاومت مکانیکی نشان میدهد، با افزودن استات سلولز با درصدهای بیش از 40% مقاومت مکانیکی 50% و مدول یانگ بیش از 600% افزایش نموده است.
Roohani و همکاران، (2008)؛ خواص مکانیکی پلی وینیل الکل تقویت شده با نانو سلولز در پنج غلظت 0، 3،6،9و 12 درصد و چهار رطوبت 0، 35، 75و 98 درصد به روش ریختهگری قالبی را مورد مطالعه قرار دادند و گزارش کردند، افزایش رطوبت نسبی منجر به کاهش مدول کششی میشود در مقایسه با پلیونیلالکل خالص افزودن نانوکریستالسلولز موجب افزایش مدولکششی و تنشحدتسلیم شد. این افزایش در محدوده 0 تا 3% نانوکریستال بسیار چشمگیر است. همزمان با این افزایشها تغییرطولدرمرحله شکست نمونه ها از 5/29% برای پلیونیلالکل خالص به1/9% برای نانوکامپوزیت حاوی 12% نانوکریستال کاهش پیدا کرد .
Lu و همکاران، (2008)؛ خواص مکانیکی فیلم ساخته شده از نانو فیبر سلولز و پلیوینیل الکل به روش قالبگیری آنها به فیلم پلیوینیل الکل مقادیر 1، 5، 10، 15 درصد MFC اضافه کردند و گزارش کردند که مدول یانگ و مقاومت کششی فیلمهای ساخته شده با افزایش MFC به صورت قابل توجهی تا 10 درصد افزایش مییابد و با افزایش بیش از این مقدار مقاومتها تغییرات ناچیز دارند.
Majdzadeh و همکاران، (2010)؛ خواص مکانیکی فیلم حاصل از نشاسته و پلی وینیل الکل و نانو رس را مورد بررسی قرار دادند وبه این نتیجه رسیدند که خواص مکانیکی فیلم حاصل شده شامل مدول الاستیسیته و استحکام کششی با افزایش مقدار نانو رس از صفر درصد تا 40% همواره رو به افزایش است .
Hassan و همکاران(2010)، از درصد های مختلف (0-12) نانو سلولز برای تقویت لاستیک طبیعی استفاده کردند. نانو کامپوزیت تهیه شده مقاومت کششی و تغییر طول تا شکست را نسبت به پلیمر خالص افزایش داد. البته با افزایش درصد نانو سلولز تا 10 درصد مقاومت کششی افزایش و بعد از آن کاهش مقاومت کششی گزارش شد.