تاثیر پیش‌تیمار قلیایی و آب جوش بر نم‌پذیری و خواص ساختاری بیوکامپوزیت آرد تنۀ نخل خرما نشاستۀ گرمانرم

در این پژوهش با توجه به اهمیت چندسازۀ کامپوزیتی زیست‌سازگار، امکان ساخت و بهبود عملکرد یک کامپوزیت طبیعی برپایۀ نشاستۀ گرمانرم و آرد الیاف تنۀ نخل خرما بررسی شد. برای تولید این کامپوزیت، از الیاف استحصال‌شدۀ تنۀ نخل خرما و پلیمر نشاستۀ گرمانرم به نسبت برابر (50 به 50) استفاده شد. برای اصلاح سطح الیاف از هیدروکسید سدیم 1 درصد و آب جوش استفاده شد. آزمون‌های جذب آب، واکشیدگی ابعاد، دانسیته و رطوبت تعادل برای بررسی خواص فیزیکی انجام گرفت. از آزمون‌های زاویۀ تماس دینامیکی، پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف‌سنجی مادون قرمز (ftir) به‌ترتیب برای بررسی خواص نم‌پذیری سطح، تغییرات شیمیایی و ساختاری بیوکامپوزیت استفاده شد. نتایج نشان داد که هر دو پیش‌تیمار قلیایی و آب جوش با ایجاد تغییرات شیمیایی و مورفولوژیکی در ساختار بیوکامپوزیت‌ها، سبب ایجاد ارتباط بهتر فاز تقویت‌کننده با ماتریکس پلیمری می‌شوند. این موضوع موجب افزایش دانسیته و بهبود خواص کاربردی فراوردۀ مذکور شد. پیش‌تیمار قلیایی سبب افزایش نم‌پذیری و جذب آب بیوکامپوزیت نشاسته شد. اما پیش‌تیمار آب جوش به‌دلیل بهبود کریستالیته و تخریب همی‌سلولز در ایجاد ثبات ابعاد و کاهش نم‌پذیری کارامدتر بود. در صورتی که تولید کامپوزیت زیست‌سازگار بادوام و کم‌هزینه همراه با خواص فیزیکی یادشده مدنظر باشد، استفاده از پیش‌تیمار آب جوش توصیه می‌شود. کلمات کلیدی: آرد تنه‌نخل‌خرما ، نم‌پذیری، پیش‌تیمار آب جوش و قلیایی، بیوکامپوزیت، نشاسته گرمانرم، کریستالیته

Influence of alkaline and boiling water pretreatment on the structural and surface wettability of biocomposite fabricated of pretreated palm fiberthermoplastic starch

In this study, considering the importance of ecofriendly composite materials, the feasibility to produce a biocomposite by using pretreated palm fiber and thermoplastic starch are investigated. In order to produce this composite, the extracted fibers of palm tree and thermoplastic starch polymer in equal ratio (50 to 50) were used. Pretreatment by 1% NaOH and boiling water were used to modify the fiber surface. Water absorption, dimensional swelling, equilibrium moisture content and density were measured to investigate physical properties. Dynamic contact angle tests, XRD, and FTIR spectroscopy were used to evaluate the wettability and chemicalstructural changes in polymeric structure. The results showed that both alkali pretreatment and boiling water modification of the fiber improve the performance of bicomposite by creating morphological and chemical changes on the fiber surface leading to a better linking with polymeric matrix. Hot water pretreatment was more efficient in improving the crystallinity and hemicellulose degradation to create dimensional stability and reduced wettability. Alkali pretreatment increased the wettability and water absorption of thermoplastic biocomposite. Boiling water pretreatment is recommended if the production of durable and low cost biocompatible composites with high physical properties is considered.