نانوکامپوزیت‌های سه جزئی پلی‌کاپرولاکتون/ پلی‌لاکتیک اسید/ نانوکریستال سلولز: ساخت، بررسی خواص مکانیکی، دینامیکی- مکانیکی و ریخت‌شناسی

هدف از انجام این تحقیق، بررسی خواص مکانیکی، دینامیکی - مکانیکی و ریخت شناسی نانوکامپوزیت های سه‌جزئی پلی‌کاپرولاکتون/ پلی‌لاکتیک‌اسید و نانو کریستال سلولز می باشد. برای این منظور، نانوکامپوزیت ها با استفاده از روش ریخته گری حلال ساخته شدند. سپس آزمون های مکانیکی شامل مقاومت کششی، مدول الاستیسیته و تغییر طول تا شکست و آزمون دینامیکی مکانیکی برای به دست آوردن مدول ذخیره، مدول اتلاف و فاکتور اتلاف بر روی نانوکامپوزیت ها انجام شد. به‌منظور بررسی ریخت شناسی نانوکامپوزیت ها از میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی و برای بررسی واکنش های احتمالی صورت گرفته از طیف سنجی مادون‌قرمز استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش نانوکریستال سلولز و پلی لاکتیک اسید تا یک حد مشخص، خواص مکانیکی و دینامیکی مکانیکی بهبود یافت. میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی حضور نانو ذرات در نانوکامپوزیت ها را تایید کرد و نتایج طیف سنجی مادون‌قرمز، واکنش هیدروژنی میان گروه های هیدروکسیل نانو کریستال سلولز با گروه های کربونیل پلی کاپرولاکتون و پلی لاکتیک اسید و همچنین گروه های هیدروکسیل و گروه های کربونیل هر دو نوع پلیمر با یکدیگر را تائید کرد.

Poly-capro-lactone/poly-lactic acid/cellulose nano crystal three-component nanocomposites: Manufacturing, mechanical, dynamic-mechanical and morphological investigation

The aim of this study was to investigate the mechanical, dynamicmechanical and morphological properties of polycaprolactone/polylactic acid/cellulose nano crystal threecomponent nanocomposites. For this purpose, the nanocomposites were manufactured using casting solution method. Then, mechanical tests including tensile strength, tensile modulus and elongation at break and dynamicmechanical test including storage modulus, loss modulus and loss factor were performed on nanocomposites. Field emission scanning electron microscopy was used to study the morphology of the nanocomposites and infrared spectroscopy was used to investigate possible reactions. The result showed that with increasing cellulose nano crystal and polylactic acid, the mechanical and dynamicmechanical properties were improved. Field emission scanning electron microscopy confirmed the presence of nanoparticles in the nanocomposites and the results of infrared spectroscopy confirmed the hydrogen reaction between the hydroxyl groups of cellulose nano crystal with the carbonyl groups of polycaprolactone and polylactic acid, as well as the hydroxyl groups and carbonyl groups of both polymers with each other.