ان الهدف من هذا البحث هو اقتراح استخدام صبغات طبيعية مستخلصة من النباتات مثل (الكلوروفيل والكاروتين والانثوسيانين) كمواد ملونة colorants ومثبتة stabilizers وملدنة plasticizers لبعض البوليمرات مثل (راتنج الايبوكسي ER والبولي استر الغير مشبع UPE والبولي فينيل كلورايد PVC) . يعتمد هذا الاقتراح على دورها في النبات كماصة للضوء ومحفزة في التركيب الضوئي .
الصبغات النباتية استخلصت بطريقة مبسطة يمكن ان تكون عملية استخلاص تجارية, وتم تحضير عينات بوليمرية وبنسب مختلفة من الصبغات و اجريت العديد من الاختبارات مثل الاستقرار البيئي وقياس طيف UV والشد والانثناء والصدم واختبار الصلادة لدراسة تاثير تلك الصبغات على خواص البوليمرات.
بينت النتائج امكانية الكلوروفيل على حماية البوليمرات اعلاه من تاثير الحرارة والاشعة فوق البنفسجية UV والظروف الجوية عند تعرض البوليمرات لهذه الاختبارات. واخذ الفقدان بالوزن كمؤشر على الحالات اعلاه. فنسبة التحسن بالفقدان بالوزن عند مقارنة عينات بوليميرية محتوية على الكلوروفيل باخرى غير محتوية عليه عند تعرضها للظروف التالية كان كما يلي:
- 120 O C لمدة 21 يوم : نسبة التحسن كانت .7, 17, 212
- التعرض للاشعة فوق البنفسجية : نسبة التحسن كانت .43, 35, 51
- التعرض للجو : نسبة التحسن كانت 392, 282, 260.
لكل من PVC, UPE, ER على التوالي.
التحسن في مقاومة التحلل للبولي فينيل كلورايد عند التعرض لدرجة 130 O C كانت 71.4 % زيادة بالوقت اللازم لتحلل عينة محتوية على الكلوروفيل نسبة الى وقت العينة الخالية منه, مع ملاحظة تحت كل ظروف الاختبارات اعلاه اظهرت الصبغات لون ثابت في البوليمرات.
عند نسب منخفضة من الكلوروفيل (اقل من 0.2% ) الخواص الميكانيكية للبوليمرات تزداد يعود ذلك الى زيادة الترابط بين جزيئات الكلوروفيل وجزيئات البوليمر والذي اؤكد من خلال قياسات اطياف الاشعة الفوق البنفسجية UV والتي اظهرة الترابط مع قمة peak لزوج الكتروني lone pairs في جزيئات الكلوروفيل.
عند النسب العالية من الكلوروفيل (اكثرمن 0.2% ) الخواص الميكانيكية للبوليمرات تنخفض عدى مقاومة الصدم تزداد لكون الكلوروفيل يعمل كملدن عند مثل هذه النسب والتي تتداخل بين جزيئات البوليمر وتضعف الترابط بينها . وهذا يعني عملت الصبغات كمادة مزيتة تسهل حركة السلاسل الجزيئية الدقيقة على بعضها . وبنفس الميكانيكية الصلادة تقل بينما مقاومة الصدم تزداد , فنسبة التحسن في الصلادة كانت 50%,79%,30% لكل من UPVC, UPE, ER بينما في مقاومة الصدم كانت 26%, 21% لكل من UPE, ER على التوالي .وبالمقارنة مع البحوث المتاحة النتائج اظهرت تحسن في المتانة مع نسب منخفضة (4-10%) مقارنة مع القيم المذكورة في البحوث والتي تصل الى حوالي 50% .
الخواص الميكانيكية لعينات عرضت الى الحرارة والاشعة فوق البنفسجية UV والظروف الجوية لاوقات مختلفة اظهرة نتائج اكثر انتظاما مع الكلوروفيل مقارنة مع العينات الغير محتوية عليه. وهذا مؤشر على ان الكلوروفيل عمل كدرع لحماية البوليمر ضد التغيرات العشوائية عند التعرض لمثل هذه الظروف .
الانثوسيانين اظهر سلوك مشابه للكلوروفيل لان كلاهما يحتوي على مجاميع فاعلة والتي تتفاعل مع البوليمر , بينما في حالة الكاروتين سلوكه مختلف تماما والذي يظهر من خلال انخفاض الخواص الميكانيكية وذلك راجع الى غياب المجاميع الفاعلة القوية كما انها معروفة كصبغات دهنية.
يخرج البحث ببديل جيد للملونات والمثبتات والملدنات الصناعية والمستخدمة حاليا لتجنب سميتها وكلفتها المرتفعة.