تزریق پلی‌اتیلن با چگالی بالا با گرافن روی اکسید برای تولید نانوکامپوزیت‌های آنتی باکتریایی با خواص بهبود یافته

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

چکیده

نانوکامپوزیت‌­های پلی‌­اتیلن با چگالی بالا (HDPE) اصلاح شده با اکسید روی گرافن 0.2phr (GN-ZnO)  خواص مکانیکی و پایداری حرارتی مطلوبی را از خود نشان دادند. دو نانو ماده دیگر - GN و نانو روی - نیز برای مقایسه آنها با GN-ZnO مورد استفاده قرار گرفتند. افزایش محتوای GN-ZnO به تدریج خواص ضد باکتریایی و مانع را افزایش داد، اما افزودن phr 0.3 GN-ZnO منجر به تجمع شد که این امر باعث ایجاد نقص در خواص نانوکامپوزیت‌­های HDPE گردبد. در اینجا، خواص ضد باکتریایی و سدی نانوکامپوزیت‌های HDPE تزریق شده با نانوذرات مختلف (GN، ZnO، GN-ZnO) با غلظت‌های مختلف بررسی شد.  HDPE و نانوذرات در رئومیکسر Haake-Buchler با هم ذوب شدند تا نانو ماده جدید سازگار با محیط زیست با خواص فیزیکی و شیمیایی بهبود یافته تولید نمایند. خصوصیاتی از قبیل تست کشش، آنالیز گرما وزنی، مورفولوژی، کالریمتری اسکن تفاضلی، پراش اشعه ایکس، تست ضد باکتری و تست نفوذ اکسیژن و بخار آب در آزمایش انجام گردید.  نتایج نشان داد که بلورینگی HDPE با افزودن GN-ZnO تحت تأثیر قرار گرفت و نانوکامپوزیت‌­ها ظرفیت ضد باکتریایی مؤثر، خواص مکانیکی قوی، پایداری حرارتی بالا و عملکرد مانع عالی داشتند. این نوع از نانوکامپوزیت­های HDPE تقویت شده با GN-ZnO برای صنایع بسته بندی جذاب خواهد بود.

نتیجه گیری

در این پژوهش، HDPE به­‌عنوان ماتریس پلیمری و GN-ZnO به عنوان افزودنی یا پرکننده برای اصلاح HDPE انتخاب گردید. نانوکامپوزیت‌های به‌دست‌آمده از نظر پارامترهای زیر مورد بررسی قرار گرفتند: خواص مکانیکی، مورفولوژی، داده‌های ترموگراویمتری، بلورینگی، فعالیت‌های ضد میکروبی و عملکرد مانع آن.

نتایج به دست آمده به شرح زیر خلاصه شده است:

• استحکام کششی و ازدیاد طول در هنگام شکست نانوکامپوزیت ها با افزودن 0/2phrGN-ZnO  بطور قابل توجهی بهبود یافت، اما افزایش غلظت بیشتر به phr  0/.3 منجر به کاهش خواص مکانیکی شد. در این غلظت بالاتر، تصاویر FESEM نشان داد که ناسازگاری بین HDPE و GN-ZnO میباشد.

• دمای تجزیه حرارتی HDPE به تدریج با افزودن GN-ZnO افزایش یافت. از این رو، پر نمودن HDPE با مقادیر معینی از GN-ZnO باعث بهبود پایداری حرارتی نانوکامپوزیت‌ها شد.

• تبلور HDPE با ترکیب GN-ZnO کاهش یافت که ممکن است ناشی از بلورینگی ناقص نانوکامپوزیت‌های HDPE باشد.

• نانوکامپوزیت‌های HDPE حاوی نانوذرات مختلف (GN، ZnO، GN-ZnO) درجات مختلفی از اثرات بازدارنده را بر رشد E. coli نشان دادند. افزودن GN هیچ خاصیت ضد باکتریایی نشان نداد، اما اصلاح HDPE با ZnO و GN-ZnO اثری ایجاد نمود. فعالیت ضد باکتریایی ZnO/HDPE قویتر از GNZnO/HDPE بود. افزودن محتوای بالاتر GN-ZnO مهار باکتریایی برتر را نشان داد.

• افزودن GN-ZnO می‌تواند بخار آب و نفوذپذیری اکسیژن را کاهش داده و عملکرد مانع نانوکامپوزیت‌ها را افزایش دهد.

دانلود فایل : تزریق پلی‌­اتیلن با چگالی بالا با گرافن روی اکسید برای تولید نانوکامپوزیت­های آنتی باکتریایی با خواص بهبود یافته

Reference

Yao YL, De Guzman MR, Duan H, Gao C, Lin X, Wen YH, Du J, Lin L, Chen JC, Wu CS, Suen MC. Infusing high-density polyethylene with graphene-zinc oxide to produce antibacterial nanocomposites with improved properties. Chinese Journal of Polymer Science. 2020 Aug; 38:898-907.

DOI: 10.1007/s10118-020-2392-z

ترجمه و ویرایش :  هانیه میران موسوی