فهرست مطالب |
1- مقدمه 2
1-1-انواع مختلف سلولز 3
1-2-نانوسلولز و نانوسوسپانسیون 4
1-3-نانوالیاف سلولزی (NFC) 5
1-4-نانوكريستال سلولز (NCC) 6
1-5-مزایای خشک کردن نانوسلولز 9
1-6-روش‌های متداول خشک‌کردن نانوسلولز 11
1-6-1- خشک کردن سوسپانسیون نانوسلولز 11
1-6-1-1- خشک‌کردنپاششی 11
1-7-اصولخشک‌کردن 12
1-8-تاریخچه‌یخشک‌کردنپاششی 13
1-9-مزایایخشک‌کردنپاششی 13
1-10-کلیاتخشک‌کردنپاششی 13
1-10-1- مه‌افشان‌کردن 15
1-10-2- نحوه‌یجریانیافتنسیالدرمحفظه‌یخشک‌کن 15
1-11-تغییراتفیزیکیطیخشک‌کردنپاششی 15
1-11-1-دمایانتقالشیشه‌ای (Tg) 16
1-12-روش‌های تعیین دمای انتقال شیشه‌ای 18
1-13-پلیمرها (بسپارها) 18
1-14-روش‌های مورد استفاده برای بهبود خصوصیات مواد بستهبندی زیستتجزیه‌پذیر 20
1-15-مزایای استفاده از نانوسلولز در صنعت بستهبندی: 21
1-16-انتقال شيشهاي در زیست‌پلیمرها 21
1-17-پلی وینیل الکل 23
1-17-1-انواع PVAهیدرولیز شده جزئی 25
1-17-2- انواع PVAتمام هیدرولیز شده 25
1-18-نانوکامپوزیت‌ها 26
1-19-روشهاي توليد فيلمهاي نانوكامپوزيت 27
1-20-اصلاح شیمیایی نانو سلولز 28
1-21-استیله‌کردن 28
1-22-مدل‌سازی مکانیکی 29
1-23-پدیده percolation 32
2-پیشینه تحقیق 36
2-1- اثر تقویت‌کنندگی نانوسلولز در پلیمر 36
2-2- مطالعات صورت گرفته در خصوص خشک‌کردن نانوسلولز 45
3- مواد و روش‌ها 48
3-1- مواد 48
3-1-1- ماتریس پلیمری 48
3-1-2- سلولز 48
3-1-3- مواد شیمیایی 48
3-1-4- نرم کننده 48
3-2- روش‌ها 49
3-2-1- تهيه سوسپانسیون نانوالیاف سلولز 49
3-2-2- تهیه سوسپانسیون نانوکریستال سلولز 49
3-2-2-1- جداسازی محلول اسیدی از ذرات سلولز 50
3-2-2-2- سانتریفوژ 50
3-2-2-3- دیالیز 50
3-2-2-4- اعمال برش مکانیکی شدید برای خردتر کردن کریستال‌های سلولز 51
3-2-3- فرآوری نانوکامپوزیت 53
3-2-4- متعادل‌سازی نانوکامپوزیت‌ها 55
3-2-5- محاسبه بازده پودرهای حاصل 55
3-2-6- اندازه‌گیری رطوبت 55
3-2-7- استیلاسیون نانوالیاف و نانوکریستال سلولز 55
3-2-8- تعیین درجه استخلاف 56
3-2-9- خشک کردن سوسپانسیون نانوسلولز 59
3-3- مطالعه و بررسی خواص 60
3-3-1- تعیین اندازه و توزیع اندازه ذرات نانوسلولز در حالت سوسپانسیون 60
3-3-2- بررسی میکروسکوپی نانوسلولز 61
3-3-2-1- میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) 61
3-3-2-2- میکروسکوپ الکترونی پویشی 61
3-3-3- مطالعه مورفولوژی نانوکامپوزیت‌ها با میکروسکوپ نور پلاریزه (PLM) 63
3-3-4- آزمون پراش اشعه ایکس 63
3-3-4-1- تعیین شاخص بلورینگی 64
3-3-5- بررسی خواص حرارتی 64
3-3-5-1- آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی 65
3-3-5-2- آزمون مکانیکی-دینامیکی 67
3-3-6- آزمون کشش استاتیک 71
3-3-7- جذب آب نانوکامپوزیت‌های برپایه PVA 72
3-3-8- ضخامت کامپوزیت‌ها 73
3-4-تجزیه و تحلیل آماری 73
4-نتایج و بحث: 75
4-1- بررسی میکروسکوپی نانوالیاف سلولزی (NFC) و نانوکریستال‌های سلولز (NCC) 75
4-2-تأثیر تیمار مافوق صوت روی کلوخه‌زدایی نانوسلولز 77
4-3-تأثیر تیمار مافوق صوت روی قابلیت بازپخش شدن پودرهای نانوسلولز در آب 78
4-4- تأثیر اصلاح شیمیایی (استیله‌کردن) روی درجه بلورینگی و اندازه قطر پودرهای نانوسلولز 78
4-5- تأثیر متغیرهای خشک‌کن پاششی روی کلوخه‌شدن NFC 80
4-5-1-تاثیر دمای ورودی روی قطر ذرات NFC 80
4-5-2-تاثیر نرخ مکش و سرعت تغذیه روی قطر ذرات NFC 81
4-5-3-تاثیر اندازه منفذ نازل روی قطر ذرات NFC 83
4-6- تاثیر درصد مواد جامد محلول روی اندازه ذرات NFC 84
4-7-تأثیر متغیرهای خشک‌کن پاششی روی دمای خروجی، مقدار رطوبت و درصد بازده NFC 85
4-8- تأثیر متغیرهای خشک‌کن پاششی روی اندازه ذرات NCC 86
4-8-1- تاثیر دمای ورودی روی مورفولوژی و قطر ذرات NCC 86
4-8-2- تاثیر نرخ مکش و سرعت تغذیه روی اندازه ذرات NCC 87
4-8-3- تاثیر اندازه منفذ نازل روی قطر ذرات NCC 88
4-9- تاثیر درصد مواد جامد سوسپانسیون روی قطر ذرات NCC 89
4-10- تأثیر متغیرهای خشک‌کن پاششی روی دمای خروجی، مقدار رطوبت و درصد بازده NCC 90
4-11- مقایسه خشک‌کن پاششی مدل B-90 و B-290 91
4-12- تأثیر خشک‌کن پاششی روی شکل جامد نانوسلولز 92
4-12-1- آزمون پراش اشعه ایکس پودرهای حاصل 92
4-12-2-تعیین خصوصیات حرارتی به کمک کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) 96
4-13-آزمون دینامیکی مکانیکی 100
4-14-خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌ها 108
4-15- مکانیسم‌های تشکیل ذرات و مقایسه پودرهای نانوالیاف و نانوکریستال سلولز و تأثیر متغیرهای مختلف روی کیفیت خشک شدن نانوالیاف و نانوکریستال سلولز 113
4-16- ریخت‌شناسی نانوکامپوزیت‌های پلی‌وینیل‌الکل 117
4-17- جذب آب کامپوزیت های حاصل 120
5-1- نتیجه گیری 124
5-2- پیشنهادها 129
منابع مورد استفاده 131
فهرست جداول |
جداول فصل اول
جدول 1- 1- شرکت‌هایمختلفتولیدکنندهانواعنانوسلولزدرمقیاسصنعتیونیمهصنعتیدرکشورهایمختلف (RebouillatوPla،2013) 9
جدول 1- 2- تأثیردمایبیشترازTgبرویژگی‌هایپودر(Amighiوهمکاران 2013). 18
جداول فصل چهارم
جدول 4- 1- تأثیراستیله‌کردننانوسلولزرویشاخصبلورینگیومیانگیناندازهقطرپودرهایحاصل 80
جدول 4- 2- تأثیراستیله‌کردننانوسلولزرویمقاومتمکانیکیکامپوزیت‌هایبرپایهPVA(بامیزانتقویت‌کننده 5% وزنی) 80
جدول 4- 3- تاتیرعواملمتغیرخشک‌کنپاششیرویدمایخروجی،مقداررطوبتودرصدبازدهنانوالیافسلولزی 85
جدول 4- 4- تاتیرعواملمتغیرخشک‌کنپاششیرویدمایخروجی،مقداررطوبتودرصدبازدهنانوکریستالسلولز 91
جدول 4- 5- مقایسهدرصدرطوبت،درجهکریستالیتهوبازدهتیمارهایبهینهخشک‌کن‌هایپاششیB-90وB-290برایNFCوNCC 92
جدول 4- 6- خواصحرارتیPVAوبایونانوکامپوزیت‌هایPVA 99
جدول 4- 7- نتایجآزمونکششPVAوفیلم‌هایبایونانوکامپوزیتحاویسوسپانسیوننانوسلولز 111
جدول 4- 8- نتایجآزمونکششPVAوفیلم‌هایبایونانوکامپوزیتحاویپودرنانوسلولز 112
فهرست شکل‌ها |
