عنوان

بررسی تخریب حرارتی فیلم های آمیخته پروتئین-پلیمر زیست تخریب پذیر و مطالعه کارایی تئوری های مختلف در بدست آوردن پارامترهای سینتیکی آن,‮‭QD‬

شماره

‭۱۴۱۹۷پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی تخریب حرارتی فیلم های آمیخته پروتئین-پلیمر زیست تخریب پذیر و مطالعه کارایی تئوری های مختلف در بدست آوردن پارامترهای سینتیکی آن

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭QD‬

نام ناشر، پخش کننده و غيره

شیمی

نام توليد کننده

، راشدی

متن يادداشت

چاپی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۴/۰۶/۳۰‬

متن يادداشت

در حال حاضر اغلب پلاستیک های تجارتی بر اساس فراورده های نفتی هستند که در مدت چندین دهه تجزیه نمی شوند و سبب بروز مشکلات زیست محیطی فراوانی می شوند .جایگزین کردن این پلاستیک ها بدلیل آثار مخرب زیست محیطی موضوع تحقیق سال های اخیر بوده است .پلیمرهای زیست تخریب پذیر تحت عمل میکروارگانیسم ها بصورت شیمیایی قابل تبدیل به محصولاتی هستند که خود قادر به تخریب زیستی بیشتر می باشند .در بین مواد بسته بندی-کشاورزی پروتئین ها بطور تجربی بکار گرفته شده اند و پلاستیک هایی بر اساس پروتئین ارزان سویا نیز بعنوان جایگزین های زیست-سازگار مورد بررسی قرار گرفته اند .در این کار پژوهشی برای اصلاح خواص شکنندگی و حساسیت رطوبتی بالای پروتئین سویای ایزوله ‮‭(SPI)‬ از روش مخلوط کردن با پلیمر زیست تخریب پذیر پلیمر پلی وینیل الکل ‮‭(PVA)‬ راه حل بهبود ساختار پروتئین در محلول های تشکیل فیلم قبل از قالب ریزی و افزودن نرم کننده استفاده شده است .پلیمرهای طبیعی در طول فرایند تهیه، فراورش و نگهداری مواد خام در معرض دمای بالا قرار دارند، بررسی همه جانبه خواص و پایداری حرارتی چنین موادی برای مصارف مختلف در صنایع غذایی، دارویی و ...ضروری به نظر می رسد .تخریب حرارتی یکی از روش های بررسی ماندگاری مواد پلیمری می باشد .در آنالیز دمایی هدف بدست آوردن" سه تایی سینتیکی"، انرژی فعالسازی ظاهری آرنیوس‮‭(Ea)‬، ضریب پیش نمایی و مدل سینتیکی، از آزمایش های دمای برنامه ریزی شده غیر همدما می باشد .برای مدل سینتیکی معادلات سرعت خاصی در حل رابطه سرعت برای برازش رفتار دمایی سیستم در نظر گرفته می شوند .بدست آوردن سه تایی سینتیکی به روش های مختلفی ریاضی که عموما به دو دسته هم تبدیلی و روش های برازش مدل قابل تقسیم می باشند، انجام گرفته است .در این کار پژوهشی ابتدا روشی برای آنالیز طیف ‮‭IR‬ مخلوط های گازی حاصل از تخریب حرارتی را مطرح نموده، با آنالیز داده های تخریب حاصل از دستگاه ‮‭TG FTIR‬ نتایج طیفی تخریب حرارتی پلیمر پلی وینیل الکل در دو درجه هیدرولیز مختلف‮‭(۹۸PVA‬ ، ( ‮‭۸۰PVA‬ بررسی شد .محصولات گازی خروجی پلیمر شناسایی و بر حسب دمای پیک خروجی آنها مراحل تخریب حرارتی تعیین و غلظت محصولات تولیدی مراحل محاسبه شدند .برای مرحله اصلی تخریب استالدئید محصول اصلی گازی در هر دو نمونه ‮‭PVA‬ بوده، در صورتیکه محصول عمده بعدی در مورد ‮‭۸۰ PVA‬ بدلیل حضور گروه های استات بیشتر، اسید استیک و برای‮‭۹۸PVA‬ ،‮‭۲‬ -بوتنال می باشد .برای محاسبات سینتیکی یک روش جدید برای پیش بینی مختصات نقاط پیک در روش جداسازی پیک ها پیشنهاد کردیم و این روش را بر تخریب حرارتی ‮‭PVA‬ اعمال نمودیم .با اعمال مدل های سینتیکی هم تبدیلی ‮‭Friedman‬ و مدل غیر پارامتری ‮‭NPK‬ بر نمودارهای حاصل از تجزیه شدن به مراحل معین در سه نرخ گرمایشی برای هر نمونه، ‮‭Ea‬ با دو روش اعمالی، ضرایب آرنیوس و مدلهای سینتیکی با استفاده از روش ‮‭NPK‬ برای مراحل تخریب حرارتی محاسبه شدند .نتایج نشان دادند که حضور گروههای استات در ‮‭PVA‬ سبب پایداری حرارتی و کاهش سرعت واکنش اصلی و افزایش ‮‭Ea‬ می شود .مطابق با روشهای مذکور بررسی تخریب حرارتی پودر ‮‭SPI‬ از لحاظ آنالیز محصولات خروجی و تعیین مراحل سینتیکی تخریب و محاسبه پارامترهای سینتیکی انجام گرفت .تخریب پروتئین بدلیل متنوع بودن واحدهای اسیدهای آمینه سازنده پیچیده تر بوده، مراحل تخریب بیشتری ‮‭(۷‬ مرحله (برای تجزیه در نظر گرفته شد .هیجده محصول گازی شامل آب، آمونیاک، دی اکسید کربن، ایمیدها و ...شناسایی شدند .فیلم های آمیخته پروتئین‌پلیمر قالب ریزی و افزودن نرم کننده ساخته شده از لحاظ خواص ظاهری، طیف ‮‭IR‬ و الگوی ‮‭XRD‬ بررسی شد و نتایج محاسبات ‮‭Ea‬ از نمودارهای ‮‭DTG‬نشان داد که نمونه‮‭۸۰ SPI/PVA‬ همانند مورد ‮‭PVA‬ خالص پایداری حرارتی بیشتری نسبت به نمونه فیلم ‮‭۹۸SPI/PVA‬ دارد

متن يادداشت

Most of the commercially used plastics at present are petroleum based and do not degrade for many decades causing environment problems. The substitution of these materials due to their environmental impact has been the subject of research fields in recent years. Biodegradable polymers are capable of being chemically transformed by the action of microorganisms into products which themselves are capable of further biodegradation. Soy protein based plastics have been researched as environment-friendly alternatives. In this research work to improve the brittleness and high water sensitivity of Soy protein isolate (SPI) methods of modifying the protein structure in the film-forming solutions (i.e., before casting) through reactive blending with other biodegradable polymer, poly(vinyl alcohol) (PVA) and the addition of plasticizers have been developed. Since natural polymers are submitted to intense heat during preparation, processing and preservation of the raw materials, it is necessary to conduct comprehensive studies on the thermal properties and stability for their rational application in the food and pharmaceutical industries. The study of degradation and stabilization of polymers is an extremely important area from the scientific and industrial point of view and thermal degradation is one of the evaluation methods for durability of polymeric materials. In fact the purpose of thermal analysis is obtaining kinetic information (apparent activation energy, pre exponential and kinetic model) from programmed temperature dynamic experiments. Kinetic models may take various forms those are considered in solving rate equation of a solid state reaction. In order to obtain kinetic triplet, various mathematical methods have been worked out which can general be categorized as: isoconvertional and model fitting methods. In this research work, first a method developed to determine the FTIR absorbance spectrum of components concentration of a gaseous mixture produced in thermal degradation was introduced and then thermal degradation of PVA samples with two degree of hydrolysis has been investigated by TG-FTIR simultaneous analysis performed in an inert atmosphere. Acetaldehyde has been identified as the main volatile product in the first thermal degradation step of PVA(98) and The second major degradation product of PVA(80) is acetic acid due to presence of more residual acetate group while 2-butenal have been identified for PVA(98). A coupled kinetic peak deconvolution procedure proposed to link the parameters of the FS functions of similar peaks in two DTG curves obtained at different linear heating rates, so that the coordinates of each peak can be obtained in a constrained manner. After testing of this technique on synthesized data, it has been applied to thermal degradation DTG curves of PVA samples. To analyze individual peaks, the NPK and Freidmans methods have been applied to determine kinetic triplet of each process. The presence of acetate group in the PVA samples causes thermal stability, decreases the rate of main reactions, and increases the activation energy. According to proposed methods, thermal degradation of SPI has been investigated by TG-FTIR simultaneous analysis performed in an inert atmosphere. Evolved products analysis and kinetic parameters of degradation stages was studied. Protein complex structure due to the various amino acid residues causes degradation processes more complicated; seven stages and eighteen gaseous products are recognized. SPI/PVA98 and SPI/PVA80 Blend films compatibilized by glycerol were successfully fabricated by a solution-casting method. Properties of compatibility of SPI/PVA films were investigated. XRD tests confirm that the SPI/PVA films were partially crystalline. And the addition of glycerol will insert the crystalline structure and destroy the blend microstructure of SPI/PVA. Calculated Ea from complex DTG curves of blend films showed SPI/PVA98 has lower thermal stability than SPI/PVA80 as in pure PVA

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭QD‬

مستند نام اشخاص تاييد نشده

یگانه، نازنین

مستند نام اشخاص تاييد نشده

تقی زاده، محمدتقی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

زعفرانی معطر، محمدتقی، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

رضائی، مصطفی، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی