منصة الرسائل والاطاريح: دراسة الخواص الانسيابية و الفيزيائية للبولي اثلين واطئ الكثافة المملوء بالحشوات الطبيعية.

الخلاصة

الاستخدام الواسع النطاق للمنتجات البترولية والمواد الصناعية غير القابله للتحلل في التعبئة والتغليف يتسبب في اضرار جسيمه للبيئة والانسان بشكل متزايد. ركز هذه العمل على تحسين خواص LDPE والذي يستخدم بشكل اساسي على نطاق واسع في التعبئة والتغليف وذلك عن طريق أضافه انواع مختلفة من السليلوز والنشا وهي بوليمرات طبيعية ومستدامه ومتوافقة وقابله للتحلل. تم خلط الـ LDPE مع (2.5،و 5، و10)% من كل من )نشارة الخشب، وباودر السليلوز، والسليلوز النانوي البلوري CNC (على التوالي. كما تم خلط LDPE مع (13)% من TPS و (2.5 و،5)% من كل من مضافات السليلوز مرة أخرى. يتم صهر هذين المركبين وخلطهما باستخدام آلة بثق ثنائية اللولب ذات سرعة لولبية تبلغ 50 دورة في الدقيقة وعند190 oC، لإنتاج الواح من خلال قالب معين. تُستخدم هذه الالواح لتحضير العينات لفحص الخصائص الريولوجيه والميكانيكية والحرارية والفيزيائية والتركيبية والحيوية. تم استخدام مقياس جهاز ريومتر شعر)، لاختبار الخواص الريولوجية من خلال ) منحنى اللزوجة ، منحنى التدفق، العلاقة بين الضغط والزمن ومقاومه المنصهر(.كما تم استخدام برنامج Rheology App لايجاد قيم مؤشر التدفقn و ثابت لزوجه k و المنحني المناسب لسلوك الجريان للمركبات. تم استخدام جهاز فحص الشد وجهاز D shore للتحقق من الشد والصلادة. تم اجراء فحصي ال FTIR وDSC لاختبار التباين في البنية والتاريخ الحراري. كما فحصت البنية المجهرية السطحية للعينات باستخدام SEM وتم اختبار منطقة التثبيط بنوعين من البكتيريا. تم استخدام برنامج ال 2021-Ansysومن خلال نموذج تصميم المواد لفحص الخصائص الميكانيكية تشمل الشد والفيزيائية تشمل الحراريه والكثافة للعينات ومقارنتها بالنتائج العملية والدراسات السابقة. أظهرت النتائج العملية لعينات ال LDPE\Cellulose وال LDPE\TPS\Cellulose في الفحوصات الريولوجيه سلوكا لانيوتونيا وترقق القص في منحني اللزوجة ومنحني التدفق. وكان قانون القوه الاقرب لسلوك المنصهرات المختلفة . أن جوده السطح والبثق لمركب LDPE\Cellulose تزداد مع انخفاض اجهاد القص والضغط ومعدل القص الى حوالي( 10 S-1 ) وهو الأمر الذي يحدد الظروف المحيطة المناسبة للتصنيع الصناعي. تم تعزيز مقاومه انصهار من خلال زيادة اللزوجة بمعدل قص منخفض هو الامر الذي يسيطر على عمليه تصنيع الأغلفة. لم يلاحظ أي تفاعل كيميائي أو روابط بين مواد السليلوز المختلفة ومصفوفة في مخططاتFTIR. تم زيادة قوة الشد والصلادة للـ LDPE\Cellulose وLDPE\TPS\Cellulose بإضافة إضافات السليلوز المختلفة. وازدادت نقطة الانصهار ودرجة التبلور والانثالبية مع زيادة المضافات السليلوزية للمركبين مقارنة بـ LDPE و LDPE\TPS مما يدعم نتائج قوة الشد. انخفضت زاوية التلامس وقيمة التوصيل الحراري، بينما ازدادت امتصاصية الماء مع زيادة إضافات السليلوز مقارنة بالـ LDPE. كما ازدادت زاوية التلامس وقل امتصاص الماء مع زيادة إضافات السليلوز مقارنة مع LDPE/TPS. من ناحية أخرى، أظهر الفحص المجهري للماسح الإلكتروني لـ 5% سليلوز أن الخصائص السطحية والتداخل للعينات أعطى صورة متجانسة ولم يلاحظ أي تكتل أو تشققات سليلوز. أظهرت نتائج المضادات الحيوية أن تأثيرمركباتCellulose LDPE/ على بكتيريا E. coli أعلى من تأثير بكتيريا S.aureus.اشارت نسبة ال 5% من كل اضافات السيليلوز الى قابلية حفظ جيدة في اختبار السلوك المستحث بالوقت. أثبتت نتائج النمذجه العددية تطابقاً مريحاً مع النتائج التجريبية فيما يتعلق بمقاومة الشد والتوصيل الحراري والكثافة وكان هناك توافق مقبول مع قوة الشد والصلادة وامتصاص الماء ونقطة الانصهار للدراسات السابقة.