عنوان

تهیه و بررسی تخریب آنزیمی و حرارتی فیلم نانوکامپوزیتی پلی وینیل الکل- نشاسته- کربوکسی متیل سلولز حاوی نانوذرات مونت موریلونیت سدیم

شماره

‭۱۲۵۶۷پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تهیه و بررسی تخریب آنزیمی و حرارتی فیلم نانوکامپوزیتی پلی وینیل الکل- نشاسته- کربوکسی متیل سلولز حاوی نانوذرات مونت موریلونیت سدیم

نام نخستين پديدآور

/نرگس صبوری

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: دانشکده شیمی

نام خاص و کميت اثر

‮‭۱۹۷‬ص‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

در رشته شیمی فیزیک

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۲/۱۱/۱۵‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

توسعه بعضی مواد که توانایی زیست‌صتخریبی دارند و آلودگی محیط را به حداقل می‌صرسانند بسیار اهمیت دارد .این مواد نه تنها باعث راحتی در زندگی می‌صشوند بلکه بعد از استفاده اثر کمتری بر محیط می‌صگذارند و در مدت زمان نسبتا کمتری، این مواد به مولکولهای کوچکتر سازگار با محیط زیست تجزیه می‌صشوند .در این تحقیق، ابتدا بلندهای پلی وینیل الکل‮‭(PVA)‬ - نشاسته‮‭(S)‬ - کربوکسی متیل سلولز ‮‭(CMC)‬با درصدهای مختلفی از نشاسته و کربوکسی متیل سلولز بوسیله روش کاستینگ تهیه شده و خواص مکانیکی این بلندها بوسیله تست کشش اندازه گیری شد .نتایج آنالیز مکانیکی نشان داد که فیلم بیوکامپوزیتی با ‮‭۵۰‬ درصد پلی وینیل الکل، ‮‭۳۰‬ درصد نشاسته و ‮‭۲۰‬ درصد کربوکسی متیل سلولز دارای ‮‭۳‬ برابر استحکام کششی و ‮‭۵/۱‬ برابر انعطاف پذیری بیشتر می باشد بنابراین فیلم پلی وینیل الکل ‮‭۵۰‬- نشاسته ‮‭۳۰‬ - کربوکسی متیل سلولز ‮‭۲۰‬ برای تهیه نانوکامپوزیت بکار گرفته شد .آزمون جذب آب بر روی فیلم های بیوکامپوزیتی تهیه شده با درصدهای مختلف از نشاسته و کربوکسی متیل سلولز مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که فیلم دارای ‮‭۲۰‬ کربوکسی متیل سلولز دارای ‮‭۴‬ برابر جذب آب بیشتر می باشد .سپس نانوکامپوزیت پلی وینیل الکل‮‭۵۰‬- نشاسته‮‭۳۰‬- کربوکسی متیل سلولز ‮‭۲۰‬با درصدهای وزنی مختلف مونت موریلونیت‮‭(۱‬ ، ‮‭۳‬ و ‮‭۵‬ درصد وزنی-وزنی (تهیه شد و آزمون پراکندگی اشعه ایکس بر روی نانوکامپوزیت تهیه شده انجام گرفت و مشاهده شد که لایه های مونت موریلونیت بصورت اکسفولیت) ورقه ای (در می آیند .تست مکانیکی بر روی نانوکامپوزیت های تهیه شده نیز انجام شد و مشاهده شد که فیلم دارای ‮‭w/w۵‬ مونت موریلونیت دارای استحکام کششی بالا و انعطاف پذیری پایین است چون مونت موریلونیت یک ماده معدنی است .ادامه چکیده پایان نامه :آزمون جذب آب بر روی نانوکامپوزیت های تهیه شده هم مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که جذب آب فیلم دارای ‮‭۵‬ مونت موریلونیت، ‮‭۳۰‬ کاهش می یابد .خواص حرارتی فیلم های تهیه شده با درصدهای مختلف از نشاسته و کربوکسی متیل سلولز و با درصدهای مختلف از مونت موریلونیت با کالریمتری مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که با افزایش کربوکسی متیل سلولز و مونت موریلونیت دمای ذوب فیلم ها به ترتیب کاهش و افزایش نشان می دهند .رفتار تخریب آنزیمی فیلم های تهیه شده، با آنزیم های آلفاآمیلاز و سلولاز مورد مطالعه قرار گرفتند و تاثیر آنزیم های آلفاآمیلاز و سلولاز بر فیلم‌های نانوکامپوزیت پلی وینیل الکل-نشاسته-کربوکسی متیل سلولز-خاک‌رس به وسیله آزمون‌های مختلف از جمله میزان کاهش وزن، اندازه گیری قندهای کاهش یافته، طیف سنجی تبدیل فوریه‮‭IR)- (FT‬، میکروسکوپ روبشی الکترونی ‮‭(SEM)‬ و اسپکتروسکوپی ‮‭UV‬مورد بررسی قرار گرفت و نحوه تأثیر برخی از عوامل مانند :غلظت آنزیم، شرایط دمایی، ‮‭pH‬ و درصد نانوذره بر میزان تخریب نانوکامپوزیت ها بررسی شد ‮‭pH‬ .اپتیمم برای تخریب آنزیمی با آلفاآمیلاز و سلولاز به ترتیب ‮‭۷‬ و ‮‭۸/۴‬ بدست می آید و ‮‭pH‬ اپتیمم برای تخریب آنزیمی با آلفاآمیلاز و سلولاز بطور همزمان، ‮‭۶‬ می باشد .نتایج بررسی ها نشان دادند که اثر آنزیم آلفاآمیلاز و سلولاز بطور همزمان بیشتر از تک تک آنزیم ها می باشد برای مثال در فیلم پلی وینیل الکل ‮‭۵۰‬- نشاسته ‮‭۳۰‬ - کربوکسی متیل سلولز ‮‭۲۰‬ ، میزان گلوکز تولیدی برای تخریب آنزیمی در دمای ‮‭۳۷‬ درجه سانتیگراد و با ‮‭۱‬ میلیگرم آلفاآمیلاز ‮‭g/ml ۲۱۴‬، با ‮‭۱‬ میلیگرم سلولاز ‮‭g/ml ۱۹۱‬و با ‮‭۱‬ میلیگرم آلفاآمیلاز و سلولاز بطور همزمان ‮‭g/ml ۵۵۱‬می باشد .برای بررسی سرعت تخریب، مقادیر سرعتهای اولیه بدست آمدند و این مقادیر نیز نتیجه را تأیید کردند .از روی مقادیر سرعتهای اولیه انرژی فعالسازی برای تخریب آنزیمی بدست آمد و نتایج نشان داد که انرژی فعالسازی در حضور نانوذره بالاتر است که اثر مونت موریلونیت را در جلوگیری از تخریب آنزیمی نشان می دهد .همچنین بررسی ها نشان دادند که با افزایش مقدار نانوذره مونت موریلونیت از صفر به ‮‭۵‬ وزنی-وزنی، سرعت تخریب آنزیمی کاهش نشان می دهد برای مثال در فیلم پلی وینیل الکل‮‭۵۰‬- نشاسته‮‭۳۰‬ - کربوکسی متیل سلولز‮‭۲۰‬ ، سرعت اولیه برای تخریب آنزیمی در دمای ‮‭۳۷‬ درجه سانتیگراد و با ‮‭۵‬ میلیگرم آلفاآمیلاز، ‮‭g/ml.h ۲۶‬و همین فیلم با ‮‭۵‬ وزنی مونت موریلونیت ‮‭g/ml.h ۲۱‬می باشد .در نتایج تصاویر الکترونی نیز می توان دید که با افزایش مونت موریلونیت از وسعت تخریب کاسته شده است .خواص گرمایی بلندهای تهیه شده بوسیله آنالیز ترموگراویمتری مورد بررسی قرار گرفت و روش ازاوا برای محاسبه انرژی فعالسازی تخریب گرمایی بلندها بکار برده شد و نتایج نشان دادند که انرژی فعالسازی در حضور ‮‭۲۰‬ کربوکسی متیل سلولز، ‮‭kj/mol ۶۹‬ و در حضور ‮‭۵‬ مونت موریلونیت، ‮‭kj/mol۷۶‬ می باشد

متن يادداشت

C with 5mg amylase, are 26g/ml.h and this film with 5 montmorillonite 21g/ml.h. Results electron microscope images show the extent of the degradation is reduced with the increase of montmorillonite. Thermal properties of prepared blends investigated with termogravimetry (TG) analysis and the Ozawa method were used to calculate the activation energy of thermal degradation for blends. The results showed that the activation energy in the presence of 20 carboxymethyl cellulose 69 kj/mol and in the presence of 5 montmorillonite is 76 kj/mol CMC 20 , the initial rate of enzymatic degradation at 37-S30 - weight, enzymatic degradation rate decreased. For example, in films of PVA50 -C with 1mg amylase are 214g/ml, with 1mg of cellulase 191g/ml and 1mg amylase and cellulase simultaneously 551g/ml. To evaluate the rate of degradation, the initial speed values were obtained and the results confirmed these results. The activation energy values obtained of initial rates for the enzymatic degradation and the results showed that the activation energy is higher in the presence of nano particle that shows the effect of montmorillonite in preventing enzymatic degradation. The study showed that the montmorillonite nanoparticles increases from zero to five percent by weight CMC 20 , the amount of glucose produced by the enzymatic degradation at 37-S30 -IR), scanning electron microscopy (SEM) and UV spectroscopy and the effect of factors such as enzyme concentration, temperature, pH and percentage of nanoparticles were investigated. Optimum pH for enzymatic degradation with amylase and cellulase are obtained 7 and 4.8 respectively and the pH optimum for enzymatic degradation with amylase and cellulase simultaneously is obtained 6. The results showed that the effect of the amylase and cellulase enzymes simultaneously is more than one. For example, in films of PVA50 - MMT was studied through various tests including weight loss, reduced sugar measurements, Fourier transform spectroscopy (FT-CMC-S-Ray diffraction (XRD) test and it was observed that the clay nano layers formed an exfoliated structure. Mechanical properties of these nanocomposites investigate by tensile test. Mechanical analysis results showed that and it was observed that the prepared nanocomposite film 5 w/w montmorillonite has high ultimate tensile strength (UTS) and flexibility is the lowest, because the montmorillonite is a mineral material. Water absorption test on the prepared nanocomposites were studied and it was observed that the water absorption of the film containing 5 montmorillonite, 30 reduced. Thermal properties of the biocomposite films prepared with different percentages of starch and carboxy methyl cellulose and with different percentages of montmorillonite were analyzed by calorimetry and found that the melting temperature of the films decrease and increase with increasing carboxy methyl cellulose and montmorillonite, respectively. Enzymatic degradation behavior of the films was studied with the amylase and cellulase enzymes. Effect of alpha amylase and cellulase enzymes on film nanocomposite PVA-montmorillonite with different weight percentages (1, 3 and 5 w/w) of montmorillonite were prepared. Nanocomposite films identification was performed via X-carboxymethyl cellulose20 -Starch30 - CMC20 was used for the preparation of nanocomposites. Water absorption test on biocomposite films prepared with different percentages of starch and carboxy methyl cellulose were studied. It was observed that the film has a 20 carboxymethyl cellulose has 4 times more water is absorbed. The nanocomposites of polyvinyl alcohol50 - S30 -carboxy methyl cellulose (CMC) blends with different percentages of starch and carboxy methyl cellulose prepared by a solution casting method and physical properties of these blends investigate by tensile test. Mechanical analysis results showed that the biocomposite films with 50 polyvinyl alcohol, 30 starch and 20 carboxy methyl cellulose has the highest ultimate tensile strength (UTS) and high flexibility. So PVA50 -starch (S)-It is quite important to develop some materials that can biodegrade and minimize the environmental pollution. These materials not only provide the convenience for daily life but also minimize the impact to the environment after being used and in a relatively short period of time, these materials will decompose into small environmentally friendly molecules. In this study, firstly Polyvinyl alcohol (PVA)

مستند نام اشخاص تاييد نشده

صبوری، نرگس

مستند نام اشخاص تاييد نشده

تقی زاده، محمد تقی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

مهرداد، عباس، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

قنبرزاده، بابک، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی