فیلم‌های بر پایه زیست‌پلیمر پلی‌لاکتیک اسید (PLA): اثر نانوذرات خاک‌رس و سلولوز بر خواص فیزیکی، مکانیکی و ساختاری

در این پژوهش، فیلم‌های زیست‌پلیمر پلی‌لاکتیک اسید (pla) با استفاده از نانوذرات خاک‌رس و سلولوزی در سطوح مختلف با روش قالب‌ریزی تهیه و خواص فیزیکی، مکانیکی و ساختاری فیلم‌های تولیدی ارزیابی شد. خواص فیزیکی شامل ضخامت، شفافیت و رنگ در اثر افزودن نانوذرات به پلیمر تغییر محسوسی نشان ندادند. الگو‌های پراش پرتو x (xrd) نشان داد،pla خالص ساختار نیمه‌بلوری دارد که با افزودن نانوخاک‌رس به آن، ساختار منظم‌تر می‌شود و بلورینگی بهبود می‌یابد. همچنین، نتایج نشان‌دهنده جابه‌جایی پیک‌ها به درجه‌های پایین‌تر، افزایش فاصله بین صفحات نانوخاک‌رس و تشکیل ساختار بین‌لایه‌ای است. ریزبلور سلولوز (mcc) به دلیل ماهیت و اندازه ذرات آن تعامل خوبی با پلیمر نداشته است. pla خالص دارای استحکام کششی، مدول کشسانی و ازدیاد طول تا پارگی به ترتیبmpa 44/27، gpa 84/1و 53/24 درصد بود که با افزودن نانوخاک‌رس این مقادیر به‌طور قابل‌ توجهی تغییر کرد و در نمونه حاوی 7 درصد نانوخاک‌رس به‌ترتیب به 34/40، 62/2 و 36/10 رسید. همانند بررسینتایج xrd، نتایج مکانیکی به‌دست آمده برای فیلم‌های حاوی mcc نیز نشان می‌دهد، این نانوذره روی خواص مکانیکی پلیمر اثر معنی‌دار ندارد. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) برای ارزیابی توپوگرافی سطح و زبری فیلم‌ها استفاده شد. مطابق این تصاویر، pla دارای سطحی صاف با حداقل زبری است، ولی افزودن نانوذرات به ویژه mcc به‌شدت آن را تغییر می‌دهد. نتایج این مطالعه خواص خوب و قابل قبول pla و پتانسیل زیاد آن را برای استفاده در صنعت نشان می‌دهد.