ارزیابی رفتار زیست‌تخریب‌پذیری چندسازه پلی‌لاکتیک اسید-آرد ساقه کلزا در برابر عوامل بیولوژیکی طبیعی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ دانشگاه تهران

2 گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ - دانشگاه تهران

چکیده

DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.63.66.1.1575.1610
در این پژوهش ویژگی‌های زیست‌تخریب‌پذیری چندسازه پلی‌لاکتیک‌ اسید-آرد ساقه کلزا در سه سطح 25، 35 و 45% آرد ساقه کلزا، ساخته‌شده به‌وسیله تکنیک قالب‌گیری‌فشاری موردمطالعه و ارزیابی قرار گرفت. به‌منظور بررسی رفتار زیست‌تخریب‌پذیری چندسازه از سه روش آزمونی تخریب بیولوژیکی در برابر قارچ‌های Trametes versicolor و Gloeophyllum trabeum، آبشویی بلندمدت و دفن چندسازه در خاک به مدت 4 ماه استفاده شد. نتایج آنالیزهای آماری نشان داد که با افزایش مقدار آرد ساقه کلزا میزان کاهش وزن چندسازه در برابر تخریب به‌وسیله قارچ‌ها و دفن در خاک افزایش می‌یابد. درحالی‌که پلی‌لاکتیک‌اسید خالص از دوام بسیار بالایی در برابر این عوامل برخوردار بود. همچنین تأثیری درروند کاهش وزن نمونه‌ها در آزمون آبشویی بلندمدت مشاهده نشد به‌طوری‌که وزن نمونه‌های چندسازه و پلی‌لاکتیک‌اسید مدام در حال افزایش بود و اثری از کاهش وزن و ضخامت در آن‌ها مشاهده نگردید. در بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح شکست چندسازه‌ها برخلاف پلی‌لاکتیک‌اسید رشد میسلیوم‌های قارچی به‌وضوح قابل‌شناسایی و تشخیص بود به‌طوری‌که قارچ‌ها پس از عبور از پلیمر خود را به آرد ساقه کلزا رسانده و باعث کاهش وزن چندسازه گردیدند. نتایج طیف‌سنجی FTIR که بر روی پلی‌لاکتیک‌اسید در قبل و پس از معرض گذاری در برابر قارچ Gloeophyllum trabeum تهیه شد نیز صحت نتایج فوق را تائید نمود. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده در این تحقیق مشخص گردید که پلی‌لاکتیک‌اسید به‌عنوان یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر از دوام بسیار بالایی در مقابل تخریب توسط عوامل بیولوژیکی طبیعی برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


ASTM D 7031-04  2005. Standard Guide for Evaluating Mechanical and Physical Properties of Wood-Plastic Composite Products.

 

ASTM D-6400-04., 2004. Standard Specification for Compostable Plastics, ASTM International, West Conshohocken, PA,

 

Chotirat, L., Chaochanchaikul, K., and  Sombatsompop, N.,  2007. On adhesion mechanisms and interfacial strength in acrylonitrile–butadiene–styrene/wood sawdust composites. International Journal of Adhesion and Adhesives. 27(8): 669-678.‏

 

EN 113, 1978. Wood Preservatives-determination of the Toxic Values against Wood Destroying Basidiomycetes Cultured on Agar Medium.

Enayati, A.A., Hamzeh, Y., Mirshokraiei, S.A., and  Molaii, M., 2009. Papermaking potential of canola stalks. BioResources, 4(1): 245-256.‏

Fabiyi, S., Morrell, J., and  Freitag, C., 2011. Effects of wood species on durability and chemical changes of fungal decayed wood plastic composites. Composites: Part A, 42(5): 501-510.

Hakkarainen, M.,  2002. Aliphatic polyesters: abiotic and biotic degradation and degradation products. In Degradable aliphatic polyesters. Springer Berlin Heidelberg.‏

Herrera-Estrada, L., Pillay, S.,  and Vaidya, U., 2008. Banana fiber composites for automotive and transportation applications automotive. Composites Conference and Exhibition. P.18

Jarerat, A., and Tokiwa, Y. 2001. Degradation of poly (L‐lactide) by a fungus. Macromolecular Bioscience, 1(4): 136-140.

La Mantia, F.P.,  and Morreale, M.,  2011. Green composites: a brief review. Composites part A, Applied Science and Manufacturing, 42(6): 579-588.‏

Levit, MR., Farrel, RE., Gross, RA.,  and McCarthy, SP., 1996. Composites based on poly(lactic acid) and cellulosic fibrous materials: mechanical properties and biodegradability. Spe Antec, 54(2): 1387-91.

 

Meinander, K., Niemi, M., Hakola, J.S., and  Selin, J.F., 1997. Polylactides‐degradable polymers for fibres and films. In Macromolecular Symposia, 123 (1): 147-153.

Mohanty, A.K., Misra, M., Drzal, L.T., Selke, S.E., Harte, B.R., and Hinrichsen, G., 2005. Natural Fibers, Biopolymers, and Biocomposites: An Introduction. Natural Fibers, Biopolymers and Biocomposites, Taylor and Francis: Boca Raton.‏

Mohanty, A.K., Misra, M., Hinrichsen, G., 2000. Biofibers, biodegradable polymers and biocomposites: an overview. Macromolecular materials and Engineering, 276(1): 1-24.‏

Morrell, J.J., Stark, N.M., Pendleton, D.E.,  and  McDonald, A.G,. 2006. Durability of Wood-Plastic Composites. Wood Design Focus, 16(3): 7-10.

Oksman, K., Skrifvars, M., and  Selin, J.F., 2003. Natural fibres as reinforcement in polylactic acid (PLA) composites. Composites Science and Technology. 63(9): 1317-1324.

Shen, L., Worrell, E., and  Patel, M., 2010. Present and future development in plastics from biomass. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 4(1): 25-40.‏

Shogren, R. L., Doane, W. M., Garlotta, D., Lawton, J. W., and Willett, J. L., 2003. Biodegradation of starch/polylactic acid/poly (hydroxyester-ether) composite bars in soil. Polymer Degradation and Stability, 79(3): 405-411.

 

Unger, A., Schniewind, A., and Unger, W., 2001. Conservation of wood artifacts: a handbook. Springer Science and Business Media. 790p.

Urayama, H., Kanamori, T., and  Kimura, Y., 2002. Properties and biodegradability of polymer blends of poly (l‐lactide) s with different optical purity of the lactate units. Macromolecular Materials and Engineering. 287(2): 116-121.