EDX…………………………………………………………………………………………………………………………. 64
و
3-5- بررسی خواص نانوکامپوزیتهای Starch/PVA/CdS…………………………………………………………….. 66
3-5-1- نتایج آزمون مکانیکی تنش- کرنش…………………………………………………………………………………….. 66
3-5-2- نتایج آزمون حرارتی (DSC)………………………………………………………………………………………………. 70
3-5-3- نتایج جذب نور مرئی- فرابنفش…………………………. ……………………………………………………………… 74
3-5-4- نتایج آزمون جذب آب…………………………………………………………………………………………………………. 78
3-5-5- نتایج آزمون تخریب آنزیمی………………………………………………………………………………………………….83
3-5- نتیجهگیری…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 87
فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………..89

ز

فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول (2-1)-انواع مواد شیمیایی مورد استفاده……………………………………………………………………………………. 40
جدول (3-1)- زمان ریزش محلولها با غلظتهای مختلف در ویسکومتر استوالد……………………………….. 62
جدول (3-2)- درصد تقریبی عناصر موجود در نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS………………………… 70
جدول (3-3)- دادههای آزمون کشش………………………………………………………………………………………………….. 71
جدول (3-4)- دادههای مربوط به آزمون کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC)……………………………………. 78
جدول (3-5)- دادههای مربوط به باند گپ نمونههای نانوکامپوزیتی…………………………………………………… 80

ح

فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (1-1)- فرمول شیمیایی پلی وینیل الکل………………………………………………………………………………………. 22
شکل (1-2) دستگاه پراش اشعه ایکس……………………………………………………………………………………………………. 34
شکل (1-3) دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی………………………………………………………………………………… 36
شکل (1-4) دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری………………………………………………………………………………… 37
شکل (1-5) دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی………………………………………………………………………………………. 38
شکل (2-1)- دستگاه تست کشش مورد استفاده در این پژوهش…………………………………………………………. 52
شکل (3-1)- الگوی XRD نانوذرات CdS………………………………………………………………………………………….. 63
شکل (3-2)- تصاویر SEM مربوط به نانوذرات CdS…………………………………………………………………………. 65
شکل (3-3)- الگوی XRD مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS………………………………………. 67
شکل (3-4)- تصاویر SEM مربوط به نانوکامپوزیتهای Starch/PVA/CdS………………………………. 68
شکل (3-5)- آنالیز عنصری (EDX) مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS……………………….. 69
شکل (3-6)- آزمون Tensile………………………………………………………………………………………………………………. 72
شکل (3-7)- آزمون DSC. ترموگرام مربوط به ماتریس پلیمری Starch/PVA……………………………. 77
شکل (3-8)- آزمون DSC. ترموگرام مربوط به نانوکامپوزیت Starch/PVA/CdS (5%)………….. 77
شکل (3-9)- طیف UV-Vis مربوط به نانوکامپوزیتهای Starch/PVA/CdS………………………….. 79

ط

فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار (3-1)- تاًثیر مقدار نانوذره CdS بر روی استحکام کششی……………………………………………………… 73
نمودار (3-2)- تاًثیر مقدار نانوذرات CdS بر روی مدول کشسانی……………………………………………………… 74
نمودار (3-3)- تاًثیر مقدار نانوذرات CdS بر روی ازدیاد طول……………………………………………………………. 75
نمودار (3-4)- بررسی اثر زمان و مقدار نانوذرات CdS بر روی وزن نمونههای آبدار نانوکامپوزیتی….. 81
نمودار (3-5)- بررسی اثر زمان و مقدار نانوذرات CdS بر روی درجهی جذب آب نمونهها………………. 82
نمودار (3-6)- تاًثیر افزایش نانوذرات CdS بر روی تخریب آنزیمی نانوکامپوزیتها…………………………… 83

ی

فهرست علائم و اختصارات

AFM Atomic Force
DSC Differential Scanning Calorimetry
DED Degree of enzymatic degradation
EDX Energy Dispersive X-ray spectroscopy
XRD X-ray Diffraction
PVA Polyvinyl Alcohol
PVAC Polyvinyl Acetate
S Starch
SEM Scanning Electron Microscopy
TGA Termal Gravimetric Analysis
TEM Transmission Electron Microscope
rpm revolution per minute
nm nanometer
Mpa Mega pascal
WAC Water Absorption Capability

ک

فصل اول:
مقدمه

1-1-فنآوری نانو چیست؟
فنآوری نانو واژهای است کلی که به تمام فنآوریهای پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق میشود. معمولاٌ منظور از مقیاس نانو ابعادی در حدود یک تا 100 نانومتر میباشد. (1 نانومتر یک میلیاردم متر است) [1]. اولین جرقه فنآوری نانو در سال 1959 زده شد. در این سال ریچارد فاینمن1 طی یک سخنرانی با عنوان (فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد) ایده فنآوری نانو را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه داد که در آیندهای نزدیک میتوانیم مولکولها و اتمها را به صورت مستقیم دستکاری کنیم [2].
نانومواد در سالهای اخیر به علت کارایی بالایی که در حوزههای وسیعی از زمینههای مختلف دانش مانند الکترونیک، کاتالیست، سرامیک، ذخیره دادههای مغناطیسی و…. دارند، گسترش قابل توجهی یافتهاند. در حقیقت برای تحقق نیازهای فنآورانه در زمینههای یاد شده با استفاده از نانومواد، اندازه مواد در ابعاد طول، عرض و یا ارتفاع تا مقیاس نانومتری کاهش مییابد. با کاهش اندازه مواد تا ابعاد نانومتری، خواص مکانیکی و فیزیکی مواد بهبود قابل توجهی پیدا میکند، به طور مثال استحکام مکانیکی و به ویژه مقاومت الکتریکی و حرارتی افزایش مییابد [3].
نانومواد را میتوان در یک طبقهبندی کلی، به دو دسته نانوبلورها و نانوذرات تقسیم کرد:
1-نانوبلورها: عبارتند از مواد چند بلوری با اندازه دانههای کمتر از nm100.
2-نانوذرات: عبارتند از ذرات بسیار کوچک با ابعاد ریز (کمتر از nm100) که به عنوان بلوکهای ساختمانی نانومواد بلوری در نظر گرفته میشوند.
روشهای جدید تولید نانوذرات عمدتاٌ فرآیندهایی بر پایه حالت بخار، مایع و جامد میباشند:
روشهای بر پایه بخار:PVD ،CVD ، روشهای پاششی و….
روشهای بر پایه مایع: روش سل-ژل، روشهای شیمیایی تر و….
روشهای بر پایه جامد: آلیاژسازی مکانیکی و…. [4]
هدف نانوتکنولوژی بهرهبرداری از خواص نانوساختارها با کنترل ساختارها در سطوح اتمی و مولکولی است. نانوساختارها طبق تعریف به مواد و ساختارهایی گفته میشود که در یکی از ردهبندیهای زیر قرار گیرند [5]:
نانوساختارهای صفر بعدی: ساختارهایی که هر سه بعد آنها کمتر از 100 نانومتر باشد. مانند نانوذرات، نانوپودرها، نانوخوشهها2.
نانوساختارهای یک بعدی: به مواد و ساختارهایی اطلاق میشود که دو بعد از سه بعد آنها کمتر از 100 نانومتر باشد. مانند نانوسیمها3 و نانولولهها.
نانوساختارهای دو بعدی: به مواد و ساختارهایی میگویند که دارای یک بعد کمتر از 100 نانومتر باشد. مانند لایههای نازک و کلیها4.
نانوساختارهای سه بعدی: ساختارهایی هستند که دارای حفرات نانوساختار هستند مانند زئولیتها5 [6].

1-2-مقدمهای بر پلیمرها
شاید برخی تصور کنند که ترکیبات پلیمری از جمله دستاوردها و ابداعات دنیای مدرن هستند در صورتی که مدت زمان استفاده از پلیمرهای طبیعی به هزاران سال میرسد.
چوب، پنبه، پشم، چرم و ابریشم از جمله این پلیمرهای طبیعی هستند. زمان ابداع و توسعه پلیمرهای مصنوعی به قرن اخیر و به خصوص به بعد از جنگ جهانی دوم برمیگردد، که در بیشتر حالتها، این مواد مصنوعی از نظر ساخت سادهتر و ارزانتر نسبت به پلیمرهای طبیعی مرسوم تهیه میشوند. به طور کلی، پلیمرها دارای رشتههای مولکولی بسیار طویلی هستند که این رشتهها از تکرار واحدهای کوچک درست شدهاند. به هر یک از واحدهای تکراری مونومر میگویند [7].
پلیمرها از نظر خواص فیزیکی به سه دسته تقسیم میشوند: الاستومرها، الیاف و پلاستیکها، که خود پلاستیکها با توجه به خواص گرمایی خود به دو گروه ترموپلاستیکها و ترموستها تقسیمبندی میشوند [8]. ترموپلاست به آن دسته از پلیمرها اطلاق میشود که قابلیت فرآیندپذیری در اثر گرما را داشته باشند، به طوری که قابلیت سیکلهای متعدد گرم وسرد شدن را دارند. از جمله این پلیمرها میتوان به پلی وینیل کلرید، پلی استیلن، پلی استایرن اشاره کرد [9].
اما پلیمرهای ترموست قابلیت فرآیندپذیری با ذوب شدن یا حل شدن ندارند به این جهت که قبل از نرم شدن و فرآیندپذیری، پلیمر دچار تجزیه میگردد. مواد ترموپلاست در دمای بالاتر از دمای ذوب یا دمای انتقال شیشهای و کمتر از دمای تخریب حرارتی میتوانند تغییر شکل غیرکشسان نامحدودی را داشته باشند، در این دما پلیمر زنجیرهای منفرد طولانی دارد که به یکدیگر اتصالات عرضی ندارند. از طرف دیگر مواد ترموست وقتی در مقابل گرما قرار میگیرند

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید