منصة الرسائل والاطاريح: تحضير وتشخيص البولي استر عالي التفرع المصنع والممزوج مع البولي بروبيلين للتطبيقات الصناعية

الخلاصة

تعاني معظم البوليمرات من مشاكل عديدة أثناء عمليات التصنيع مثل استهلاك الطاقة وانخفاض معدل التدفق. بالإضافة إلى ذلك، لا تتحلل المنتجات البوليمرية بسهولة في البيئة الطبيعية بعد استخدامها. للتغلب على هذه المشاكل، يمكن مزج مادة بوليمرية مع بوليمرات آخرى لديها القدرة على تحسين قابلية التصنيع والتحلل البيولوجي. تتضمن هذه الدراسة تحضير أربعة أنواع جديدة من بوليمر البولي استر عالي التفرع (HBPEs) باستخدام طريقة البلمرة بالتكثيف لمونومرات من نوع A2 + B3. تمت إضافة البوليمرات المحضرة (HBPEs) بنسب وزنية مختلفة (5٪، 10٪، 20٪) لكل من البولي بروبيلين النقي (VPP) والبولي بروبيلين المعاد تدويره rPP)) باستخدام ماكنة البثق ثنائية اللولب. تمت دراسة الخواص الميكانيكية والحرارية والمورفولوجية والانسيابية وكذلك التحلل الحيوي في بيئة التربة للخلطات المحضرة. تم استخدام تحليل الأشعة تحت الحمراء (FTIR) والرنين النووي المغناطيسي (NMR) وقياس الوزن الجزيئي بتقنية (GPC) لتوصيف البوليمرات المحضرة (HBPEs). من أجل دراسة تأثير بوليمرات البولي استر عالي التفرع (HBPEs) على خصائص البولي بروبلين (PP)، تم إجراء العديد من الاختبارات، كتحليل الأشعة تحت الحمراء (FTIR)، ومقاومة الشد، ومقاومة الصدمة، والصلادة، والمسح بالمجهري الإلكتروني (SEM)، التحليل الحراري التفاضلي (DSC)، والتحليل الحراري الوزني (TGA)، وقياس معدل تدفق المنصهر (MFR)، وقياس زاوية التلامس، والتحلل البيولوجي في التربة. أظهرت نتائج تحليل الأشعة تحت الحمراء (FTIR) والرنين المغناطيسي النووي (NMR) لبوليمرات البوليستر عالية التفرع (HBPEs) وجود مجموعات وظيفية مختلفة في نفس الجزيء، مثل OH ، C = N ، و C = O. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام الرنين المغناطيسي النووي (NMR) للتنبؤ بالتركيب الكيميائي لمونومر المادة البادئة B3 ولبوليمرات البولي استر عالي التفرع الأربعة التي تم تحضيرها (HBPEs). أظهرت نتائج قياس الوزن الجزيئي بتقنية (GPC) أن ثلاثة من البوليمرات المحضرة HBPEs (HBPE-TA و HBEP-AD و HBPE-PA) لها وزن جزيئي ومؤشر التشتت المتعدد متقارب. في حين أن البوليمر الرابع (HBPE-MA) له وزن جزيئي ومعامل تشتت متعدد أعلى. أظهرت نتائج تحليل الأشعة تحت الحمراء FTIR للبولي بروبيلين (PP) وخلطاته (VPP / HBPEs ، rPP / HBPEs) عدم وجود تفاعل كيميائي بين البوليمرين ، فقط تفاعل فيزيائي مع حدوث تغير إزاحة قليلة في قيم الاواصر للبولي بروبيلين PP. أظهرت نتائج الشد أن مقاومة الشد، ومعامل المرونة، والاستطالة عند الكسر لكل من البولي بروبلين النقي (VPP) والبولي بروبيلين المعاد تدويره (rPP) قد انخفضت مع زيادة نسبة بوليمرات البوليستر الاربعة عالية التفرع (HBPEs) التي تم تحضيرها. بينما، تحسنت مقاومة الصدمة للخلطات البوليمرية مع زيادة نسبة بوليمر البوليستر عالي التفرع، وجد أيضًا أن أفضل مقاومة للصدمة كانت عند نسبة 10٪ من HBPEs لكل الخلائط. في حين أن هناك تحسنًا طفيفًا في الصلادة عند إضافة HBPEs للخلطات. أظهرت نتائج الفحص بالمجهر الإلكتروني (SEM) أن هناك تشتتًا جيدًا لـ HBPEs في PP عندما تكون نسبة HBP 5 ٪ وحدوث تكتل بسيط عندما تكون نسبة HBPs أعلى (10 ٪، و 20 ٪). أظهرت نتائج قياس التحليل الحراري التفاضلي (DSC) أن درجة حرارة الانصهار (Tm) تحسنت قليلاً لكل من مزيج VPP و rPP بينما زادت درجة حرارة التبلور (Tc) لخلطات VPP وانخفضت لخلطات rPP بالإضافة إلى ذلك، وجد ان درجة التبلور Xc لكلا الخليطين قد انخفضت. أظهرت نتائج التحليل الوزني الحراري (TGA) أن اثنين من البوليمرات التي تم تحضيرها (HBPE-TAو HBPE-AD) لهما مرحلتان من التحلل الحراري، بينما كلا من ( HBPE-MAوHBPE-PA) لها ثلاث مراحل من التحلل الحراري. أيضًا، وجد أن إضافة HBPEs إلى PP (VPP وrPP) قد حسن الثباتية الحرارية للخلائط المحضرة. أظهرت نتائج معدل تدفق المنصهر (MFR) أن إضافة HBPEs أدت إلى زيادة MFR لخلطات PP (VPP وrPP). أيضًا، وجد أن MFR كان يمتلك أعلى قيمة عند نسبة 10 ٪ منHBPEs. بالإضافة إلى ذلك، وجد أن اللزوجة تنخفض للخلطات ويزداد معدل القص هذا مؤشر على أن HBPs تعمل كمادة مضافة محسنة للتصنيع عن طريق زيادة سلوك shear thinning. أظهرت نتائج قياس زاوية التلامس أن إضافة HBPEs الى PP (VPP وrPP) قد حسن طبيعته المحبة للماء عن طريق تقليل زاوية التلامس. أيضًا، وجد أن زاوية التلامس لخلطات rPP أفضل من خلطات VPP. بالإضافة إلى ذلك، وجد أن أفضل نتائج زاوية التلامس كانت عند إضافة بوليمرHBPE-TA. أظهرت نتائج التحلل البيولوجي في التربة أن فقدان الوزن قد زاد مع زيادة نسبة HBPEs في خلائط PP (VPP / HBPEs و rPP / HBPEs). بالإضافة إلى ذلك، وجد أن معدل فقدان الوزن لخلطات rPP كان أعلى من خلطات VPP، كما أن فقدان الوزن الأعلى كان لـ HBPE-TA.