بررسی رفتار زیست ‌تخریب ‌پذیری، خواص گرمایی و ریخت ‌شناسی نانو کامپوزیت‌های پلی ‌کاپرولاکتون/ پلی ‌لاکتیک اسید/ نانو کریستال سلولز

هدف این پژوهش، بررسی رفتار زیست تخریب پذیری و خواص گرمایی نانو کامپوزیت های پلی کاپرولاکتون/ پلی لاکتیک اسید/ نانو کریستال سلولز بود. پلی کاپرولاکتون و پلی لاکتیک اسید با نسبت های 0.100، 5.95، 10.90 و 20.80 درصد در کلروفرم حل شدند و نانو کریستال سلولز در سطوح 0، 0.5، 1 و 3 درصد به ترکیبات اضافه شد و نانو کامپوزیت ها به روش ریخته گری حلال تهیه شدند. سپس، رفتار زیست‌ تخریب‌ پذیری آن ها در محیط خاک بررسی شد. خواص گرمایی نانو کامپوزیت ها، توسط آزمون های وزن سنجی گرمایی و گرماسنجی روبشی تفاضلی بررسی شد. میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی نیز برای مطالعه میکروسکوپی نانو کامپوزیت ها، استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش نانو کریستال سلولز تا 1 درصد، کاهش جرم نانوکامپوزیت ها افزایش یافت، اما افزودن 3 درصد از آن منجر به افت کاهش جرم نانو کامپوزیت ها شد. با افزایش پلی لاکتیک اسید، تا 10 درصد، کاهش جرم کامپوزیت ها کاهش یافت اما افزودن 20 درصد از آن منجر به افت کاهش جرم کامپوزیت ها شد. افزودن نانو کریستال سلولز به پلی کاپرولاکتون، مقاومت گرمایی آن را افزایش داد، اما افزودن پلی لاکتیک اسید این مقاومت را کاهش داد. نتایج میکروسکوپ الکترونی پویشی، تخریب نانو کامپوزیت ها در خاک را تائید کردند.

Investigation of biodegradability behavior, thermal properties, and morphology of polycaprolactone/ polylactic acid/ crystal nanocellulose nanocomposites

This study aimed to investigate the biodegradability behavior and thermal properties of polycaprolactone / polylactic acid / nanocrystalline cellulose nanocomposites. Polycaprolactone and polylactic acid were dissolved in chloroform in ratios of 100/0, 95/5, 90/10, and 80/20%, and cellulose nanocrystals were added to the compounds at levels of 0, 0.5, 1, and 3%. Nanocomposites were prepared by solvent casting method. Then, their biodegradability behavior in the soil environment was investigated. The thermal properties of nanocomposites were investigated by thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry tests. Field emission scanning electron microscopy was also used for the microscopic study of nanocomposites. The results showed that with increasing cellulose nanocrystals to 1%, the mass loss of nanocomposites increased, but adding 3% of it led to a decrease in the mass loss of nanocomposites. With the increase of polylactic acid, up to 10%, the mass loss of the composites decreased, but the addition of 20% of it led to a decrease in the mass loss of the composites. The addition of cellulose nanocrystals to polycaprolactone increased its thermal resistance, but the addition of polylactic acid reduced this resistance. The results of scanning electron microscopy confirmed the degradation of nanocomposites in the soil.