اصلاح زیست‌تخریب‌پذیری الیاف مصنوعی ‌پلی‌آمید 6 با آمیختن در جای پرک ظروف ‌پلاستیکی پلی‌لاکتیک‌اسید حین فرآیند ‌ذوب‌ریسی

نویسندگان

گروه مهندسی نساجی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده
اهداف: نایلون یا پلی‌آمید یکی از پرکاربردترین و مهم‌ترین پلیمرهای مورد استفاده در صنایع پلاستیک و الیاف جهان به حساب می‌آید. به همین دلیل در استفاده از آن، کمتر به خواص زیست‌تخریب‌پذیری بسیار ضعیف آن توجه می‌شود. بنابراین پژوهش حاضر با هدف اصلاح زیست‌تخریب‌پذیری الیاف مصنوعی پلی‌آمید ۶ با آمیختن در جای پرک ظروف پلاستیکی پلی‌لاکتیک‌اسید حین فرآیند ذوب‌ریسی انجام شد.

مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، چیپس پلی‌آمید ۶ مورد استفاده در صنایع نساجی و پرک‌‌های پلی‌لاکتیک‌اسید از ظروف یک‌بارمصرف استفاده شد. برای بررسی زیستتخریبپذیری نمونه‌ها، تغییرات وزن نمونه، خواص مکانیکی بعد از تخریب در خاک و تصاویر میکروسکوپ الکترونی استفاده شد. داده‌ها با آزمون تحلیل واریانس یک‌راهه تحلیل شدند.

یافته‌ها: آزمون‌های مکانیکی انجام‌گرفته روی الیاف نوریس نشان‌دهنده تولید موفقیت‌آمیز الیاف آمیخته با درصد ترکیب‌های ۵، ۱۰، ۲۰، ۳۰ و ۴۰% جزء r-PLA بود و نمونه الیاف حاوی ۵۰% وزنی از پلی‌لاکتیک‌اسید از خواص مکانیکی قابل قبولی برخوردار نبود. تغییرات الیاف آمیخته PA۶/r-PLA با افزایش جزء پراکنده r-PLA در بستر PA۶ کاملاً معنی‌دار بودند.

نتیجه‌گیری: نمونه آمیخته پلی‌آمید ۶ و پرک پلی‌لاکتیک‌اسید بازیافتی، با ترکیب درصدهای حاوی ۵ تا ۴۰% از جزء پراکنده پرک پلی‌لاکتیک‌اسید بازیافتی به‌خوبی از قابلیت ذوب‌ریسی برخوردارند. با افزایش درصد وزن پرک پلی‌لاکتیک‌اسید بازیافتی در الیاف آمیخته تولیدشده، خواص مکانیکی در نمونه‌های ۵ و ۱۰% وزنی، بهبود و در درصدهای بالاتر کاهش نشان می‌دهند. افزایش میزان تخریب زیستی الیاف اصلاح‌شده پلی آمید ۶ با اضافه‌شدن میزان پرک پلی‌لاکتیک‌اسید بازیافتی، به‌وضوح تایید می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Negoro S. Biodegradation of nylon oligomers. App Microbiol Biotechnol. 2000;54(4):461-6.‎ [Link] [DOI:10.1007/s002530000434]
Rodnik E. Compostable polymer materials. Amsterdam: Elsevier; 2008. ‎ [Link]
Södergård A, Stolt M. Properties of lactic acid based polymers and their correlation with composition. Prog ‎Polym Sci. 2002;27(6):1123-63.‎ [Link]
Lunt J. Large-scale production, properties and commercial applications of polylactic acid polymers. Polym. ‎Degrad Stab. 1998;59(1-3):145-52.‎ [Link] [DOI:10.1016/S0141-3910(97)00148-1]
Shimao M. Biodegradation of plastics. Curr Opin Biotechnol. 2001;12(3):242-7.‎ [Link] [DOI:10.1016/S0958-1669(00)00206-8]
Tavanaei MA, Hadadi H. Fiber engineering. Tehran: Sharh; 2012. [Persian]‎ [Link]
Vaverková M, Toman F, Adamcová D, Kotovicová J. Study of the biodegrability of ‎degradable/biodegradable plastic material in a controlled composting environment. Ecol Chem Eng S. ‎‎2012;19(3):347-58.‎ [Link]
Sudhakar M, Andrew A, Murali M R, Manju M, Amar M. Biodegradability and compostability of ‎lignocellulosic based composite materials. Renew Mater. 2013;1(4):253-72.‎ [Link] [DOI:10.7569/JRM.2013.634117]
Seah MP. Summary of ISO/TC 201 standard: XXXIII, ISO 18115:2001/Amd, 2:2007-surface chemical ‎analysis-vocabulary-amendment 2. Surf Interface Anal. 2008;40(11):1500-2.‎ [Link] [DOI:10.1002/sia.2951]
Kyrikou I, Briassoulis D. Biodegradation of agricultural plastic films: A critical review. J Polym Environ. ‎‎2007;15(2):125-50.‎ [Link] [DOI:10.1007/s10924-007-0053-8]
Delort AM, Combourieu N. In situ 1H NMR Study of the biodegradation of xenobiotics: Application to ‎heterocyclic compounds. J Ind Microbiol Biotechnol. 2001;26(1-2):2-8.‎ [Link] [DOI:10.1038/sj.jim.7000022]
Doi Y, Fukuda K, editors. Biodegradable plastics and polymers. Amsterdam: Elsevier Science; 1994.‎ [Link]
Lee K. Enhanced production of lactic acid by an adapted strain of Lactobacillus delbrueckii subsp, Lactis. ‎World J Microbiol Biotechnol. 2007;23(9):1317-20.‎ [Link] [DOI:10.1007/s11274-007-9358-y]
Auras R, Harte B, Selke S. An overview of polylactides as packaging materials. Macromol Biosci. ‎‎2004;4(9):835-64.‎ [Link] [DOI:10.1002/mabi.200400043]
Gupta B, Revagade N, Hilborn J. Poly(lactic acid) fiber: An overview. Prog Polym Sci. 2007;32(4):455-82.‎ [Link] [DOI:10.1016/j.progpolymsci.2007.01.005]
Tsuji H. Degradation of poly(lactide)-based biodegradable materials. In: Albertov LB, editor. Polymer ‎degradation and stability research developments. New York: Nova Science Publishers; 2007.‎ [Link]
Yu L. Biodegradable polymer blends and composites from renewable resources. New York: John Wiley & ‎Sons; 2009.‎ [Link]
Wang Y, Hillmyer MA. Polyethylene-poly(L-lactide) diblock copolymers: Synthesis and compatibilization ‎of poly(L-lactide)/polyethylene blends. J Polym Sci Part A Polym Chem. 2001;39(16):2755-66.‎ [Link] [DOI:10.1002/pola.1254]
Tavanaie MA. Melt recycling of poly(lactic acid) plastic wastes to produce biodegradable fibers. Polym ‎Plast Technol Eng. 2014;53(7):742-51. ‎ [Link]
Khankrua R, Pivsa-Art S, Hiroyuki H, Suttiruengwong S. Effect of chain extenders on thermal and ‎mechanical properties of poly (lactic acid) at high processing temperatures: Potential application in ‎PLA/Polyamide 6 blend. Polym Degrad Stab. 2014;108:232-40.‎ [Link] [DOI:10.1016/j.polymdegradstab.2014.04.019]
Feng F, Ye L. Structure and property of polylactide/polyamide blends. J Macromol Sci Part B. ‎‎2010;49:6:1117-27.‎ [Link] [DOI:10.1080/00222341003609179]
Kucharczyk P, Sedlarik V, Miskolczi N, Szakacs H, Kitano T. Properties enhancement of partially ‎biodegradable polyamide/polylactide blends through compatibilization with novel polyalkenyl-poly-maleic-‎anhydride- amide/imide-based additives. J Reinf Plast Compos. 2012;31(3):189-202.‎ [Link] [DOI:10.1177/0731684411434150]
Stoclet G, Seguela R, Lefebvre JM. Morphology, thermal behavior and mechanical properties of binary ‎blends of compatible biosourced polymers: Polylactide/ polyamide11. Polymer. 2011;52(6):1417-25.‎ [Link] [DOI:10.1016/j.polymer.2011.02.002]
Zhang W, Chen L, Zhang Z. Surprising shape-memory effect of polylactide resulted from toughening by ‎polyamide elastomer. Polymer. 2009;50(5):1311-5. ‎ [Link] [DOI:10.1016/j.polymer.2009.01.032]
Wang YL, Hu X, Li H, Ji X, Li ZM. Polyamide-6/poly (lactic acid) blends compatibilized by the maleic ‎anhydride grafted polyethylene-octene elastomer. Polym Plast Technol Eng. 2010;49(12):1241-6.‎ [Link] [DOI:10.1080/03602559.2010.496418]
Wang YL, Hu X, Li H, Ji X, Li ZM. Polyamide-6/poly(lactic acid) blends compatibilized by the maleic ‎anhydride grafted polyethylene-octene elastomer. Polym Plast Technol Eng. 2010;49(12):1241-6.‎ [Link] [DOI:10.1080/03602559.2010.496418]
Tavanaie MA, Mahmudi A. Green engineered polypropylene biodegradable fibers through blending with ‎recycled poly(lactic) acid plastic wastes. Polym Plast Technol Eng. 2014;53(14):1506-17.‎ [Link] [DOI:10.1080/03602559.2014.910524]