نانوکامپوزیت های بر پایه نشاسته سیب زمینی- مونت موریلونیت (MMT): حساسیت به آب، خواص مکانیکی و گرمایی و الگوی پراش پرتو X

هدف از این پژوهش، مطالعه اثر افزودن درصدهای مختلف مونت موریلونیت (3، 5، 7 و %9 وزن نشاسته)، بر خواص فیزیکی نانوکامپوزیت های نشاسته سیب زمینی-MMT است. مقاومت گرمایی و خواص مکانیکی فیلم های نانوکامپوزیت به ترتیب به وسیله آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلی و آزمون کشش و نحوه پراکنش نانوذرات در ماتریس پلیمر با استفاده از آزمون پراش پرتو X بررسی شد. برای مطالعه اثر افزودن نانوذرات بر مقدار بازدارندگی فیلم های حاصل در برابر رطوبت، مقدار جذب رطوبت و تراوایی نسبت به بخار آب (WVP) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد، نحوه پراکنش نانوذرات در ماتریس پلیمر به شکل ورقه ای است. مقدار WVP برای نمونه شاهد، g/m.h.Pa 7-10 × 6/2 است که با افزایش غلظت نانوخاک رس تا %9، به طور معنی داری کاهش می یابد و به g/m.h.Pa7-10 × 43/1 می رسد. همچنین، با افزودن نانوخاک رس از صفر تا %9، استحکام کششی نهایی نمونه های فیلم از MPa 9/5 تا MPa63/6 افزایش و کرنش تا پارگی از %82/34 به %83/26 کاهش یافت. اما، روند افزایشی استحکام کششی در فیلم های حاوی غظت های کم نانوخاک رس (%7-0)، معنی دار نبود. مهم ترین دلیل برای تقویت مقاومت مکانیکی در اثر افزودن نانوخاک رس، برقراری پیوندهای بین سطحی قوی تر و بیشتر بین زنجیرهای نشاسته و لایه های نانوخاک رس، پرکردن فضاهای خالی و افزایش نواحی بلوری است. بررسی مقاومت گرمایی نمونه های نانوکامپوزیت نشان داد، فیلم های نانوکامپوزیت نسبت به فیلم نشاسته خالص مقاومت گرمایی و دمای ذوب بیشتری دارند. با افزایش محتوای نانوخاک رس از صفر تا % 9، دمای ذوب نمونه های نانوکامپوزیت از 218 درجه تا 232 افزایش می یابد.. همچنین با افزایش محتوای نانوخاک رس، دمای انتقال شیشه ای افزایش می یابد. این افزایش مربوط به کاهش حجم آزاد، کاهش تحرک قطعه ای و در نتیجه تشکیل ساختار منسجم تر به وسیله نانوخاک رس در نواحی بی شکل است.