| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شماره‌ها | 3,251 |
| تعداد مقالات | 35,918 |
| تعداد مشاهده مقاله | 54,590,831 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 93,702,253 |
ارزیابی ویژگیهای فوم پلیلاکتیک اسید تهیه شده با عامل فومزای آزودی کربن‌آمید | ||
| تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران | ||
| مقاله 6، دوره 40، شماره 4 - شماره پیاپی 93، دی 1404، صفحه 338-360 اصل مقاله (853.97 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwpr.2025.369518.1805 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد پودینه1؛ بابک نصرتی* 2؛ محمد دهمرده3؛ سعیدرضا فرخ پیام2 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه زابل، زابل، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه زابل، زابل، ایران | ||
| 3استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه زابل، زابل، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: امروزه پلیمرهای طبیعی مانند سلولز، نشاسته و پلیلاکتیک اسید (PLA) بهعنوان جایگزین پلیمرهای نفتی در زمینههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. دراین‌بین، پلیلاکتیک اسید بهعنوان پلیمری که بیشترین شباهتها را ازنظر ساختاری به پلیمرهای نفتی دارد، موردتوجه قرار گرفته است. در این تحقیق، پلیلاکتیک اسید بهعنوان پلیمر پایه ساخت فوم و آرد چوب بهعنوان تقویتکننده ویژگیهای مکانیکی و از آزودی کربن آمید (ACA) بهعنوان عامل فومکننده و از میکروکریستالین سلولز (MCC) بهعنوان عامل هستهزا استفاده شد. مواد و روشها: فومهای پلیلاکتیک اسید با ترکیب آرد چوب، عامل فومزا و عامل هستهزا در دستگاه اکسترودر و بعد قالبگیری زیر پرس تهیه شدند. اثر میکروکریستالین سلولز بهعنوان عامل هستهزا در تولید فوم پلیلاکتیک اسید/آرد چوب با عامل فومزای آزودیکربنآمید بررسی شد. خواص حرارتی پانلهای تهیه شده با استفاده از آزمونهای وزنسنجی حرارتی (TGA) و گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: نتایج نشان داد که با افزایش مقدار عامل فومزا تا سطح 3 درصد و عامل هستهزا تا سطح 4 درصد، چگالی پانل فوم ساختهشده تا 45/52 درصد کاهش یافته است. کاهش چگالی همراه با افزایش تخلخل، افزایش جذب آب و افزایش واکشیدگی ضخامت در تمام سطح تیمارها (1 تا 3 درصد عامل فومزا و ۱ تا ۴ درصد عامل هستهزا) معنیدار بوده است. همچنین، این کاهش چگالی منجر به کاهش مقاومت کششی و خمشی و افزایش مقاومت به ضربه شده است. نتایج حاصل از آزمونهای TGA و DSC نشان داد که استفاده از عامل فومزا تغییری در دمای شیشهای شدن فومهای ساختهشده ندارد، اما اضافه کردن میکروکریستالین سلولز منجر به افزایش دمای شیشهای فومها شده است. همچنین، نتایج DSC تغییر رفتار کریستالینه شدن فومهای ساخته شده را پس از اضافه نمودن میکروکریستالین سلولز نشان داد. نتیجه گیری: این تحقیق نشان داد که خاصیت هستهزایی MCC در کنترل رشد سلولی و کاهش قطر حفره‌ها مؤثر بوده است، ازاین‌رو، میتوان از آن برای تولید فوم پلیلاکتیک اسید میکرو سلولی باکیفیت قابل‌قبول استفاده نمود. با توجه به این موضوع، این مطالعه استفاده از میکروکریستالین سلولز (MCC) را به دلیل کاربردهای صنعتی، ارزانقیمت بودن، زیست‌تخریب‌پذیری و آثار محیطزیستی آن مورد تأکید قرار میدهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پلیلاکتیک اسید (PLA)؛ میکروکریستالین سلولز (MCC)؛ آزودی کربن آمید (ACA)؛ فومهای پلی استایرن؛ عامل فومزا؛ عامل هستهزا | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Evaluation of the Properties of Polylactic Acid Foam Prepared with Azodicarbonamide Blowing Agent | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohammad Poodineh1؛ Babak Nosrati2؛ Mohammad Dahmardeh3؛ Saeidreza Farrokhpayam2 | ||
| 1Ph.D. Student, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Zabol, Zabol, Iran | ||
| 2Associate professor, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Zabol, Zabol, Iran | ||
| 3Assistant professor, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Zabol, Zabol, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and purpose: Nowadays, natural polymers such as cellulose, starch, and polylactic acid (PLA) are used as alternatives to petroleum polymers in various fields. Among them, PLA has been considered as the polymer that has the most structural similarities to petroleum polymers. In this study, PLA was used as the base polymer for foam production. Wood floor as a mechanical enhancer and azodicarbonamide (ACA) was used as a foaming agent. Microcrystalline cellulose (MCC) was used as a nucleating agent. Materials and methods: The PLA foams were prepared by combining wood flour, foaming agent, and nucleating agent in an extruder and then molding using pressing. MCC as a nucleating agent in the production of PLA/wood flour foam with ACA foaming agent was used. Thermal properties of the prepared panels were investigated using Thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). Results: The results showed that by increasing the amount of foaming agent to 3% and nucleating agent to 4%, the density of the foam panel was reduced by 52.45%. The decrease in density was accompanied by an increase in porosity, an increase in water absorption, and an increase in thickness swelling at all treatment levels (1 to 3% foaming agent and 1 to 4% nucleating agent). This decrease in density led to a decrease in tensile and flexural strength as well as an increase in impact strength. The results of TGA and DSC tests showed that the use of foaming agent did not change the glass transition temperature of the manufactured foams, but the addition of MCC led to an increase in the glass transition temperature of the foams. Also, the DSC results showed a change in the crystallization behavior of the manufactured foams after the addition of MCC. Conclusion: This study indicated that the nucleation property of MCC was effective in controlling cell growth and reducing pore diameter. Therefore, MCC can be used to produce microcellular polylactic acid foam of acceptable quality. Considering this issue, the present study emphasizes the use of microcrystalline cellulose (MCC) due to its industrial applications, low cost, biodegradability, and environmental impacts. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Polylactic acid (PLA), Microcrystalline cellulose (MCC), Azodicarbonamide (ACA), Polystyrene foams, Foaming agent, Nucleating agent | ||
| مراجع | ||
|
-Abu Hassan, N.A., Ahmad, S., Chen, R.S. and Shahdan, D., 2020. Cells analyses, mechanical and thermal stability of extruded polylactic acid/kenaf bio-composite foams. Construction and Building Materials, 240: 117884. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117884
-Agbor, V.B., Cicek, N., Sparling, R., Berlin, A. and Levin, D.B., 2011. Biomass pretreatment: fundamentals toward application. Biotechnology advances, 29: 675-685. DOI: https://doi.org/ 10.1016/ j.biotechadv.2011.05.005
-Aretoulaki, E., Ponis, S., Plakas, G. and Agalianos, K., 2020. Α systematic meta-review analysis of review papers in the marine plastic pollution literature, Marine Pollution Bulletin, 161: 111690. DOI: https://doi.org/10.1016/j. marpolbul. 2020.111690
-Asadi Shahabi, M., Farrokhpayam, S.R., Nosrati Sheshkal, B., Mohebbi Gargari, R., 2020. The morphological and physico-mechanical properties of wood plastic composite made of polylactic acid polymer. Forest and Wood Products, 72: 339-349. DOI: https://doi.org/ 10.1007/ s13196-021-00274-4
-Balasubramanian, M., 2014. Composite materials and processing, CRC press Boca Raton, 2014.
-Balla, E., Daniilidis, V., Karlioti, G., Kalamas, T., Stefanidou, M., Bikiaris, N.D., Vlachopoulos, A., Koumentakou, I. and Bikiaris, D.N., 2021. Poly (lactic Acid): A Versatile Biobased Polymer for the Future with Multifunctional Properties From Monomer Synthesis, Polymerization Techniques and Molecular Weight Increase to PLA Applications. Polymers, 13(11):1822. DOI: https://doi.org/ 10.3390/ polym 13111822
-Cho, B.G., Mun, S.B., Lim, C.R., Kang, S.B., Cho, C.W. and Yun, Y.S., 2021. Adsorption modeling of microcrystalline cellulose for pharmaceutical-based micropollutants. Journal of Hazardous Materials, 426:128087. DOI: https://doi.org/ 10.1016/ j.jhazmat.2021.128087
-Dahmardeh Ghalehno, M. and Kord, B., 2021. Preparation, characterization and performance evaluation of wood flour/HDPE foamed composites reinforced with graphene nanoplatelets, Journal of Composite Materials, 55: 531-540. DOI: https://doi.org/10.1177/ 00219983 20954527
-Dechent, S.E., Kleij, A.W. and Luinstra, G.A., 2020. Fully bio-derived CO 2 polymers for non-isocyanate based polyurethane synthesis, Green Chemistry, 22: 969-978. DOI: https://doi.org/ 10.1039/c9gc03488a
-Ehrenstein, G.W., 2012. Polymeric materials: structure, properties, applications, Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, New York, USA. 2012.
-Ge, Z., Qi, Z., Si, D. and Yu, M., 2018. The effects of processing parameters and ac foaming agent on the mechanical properties and morphology of foamed wood-polylactic acid (PLA) composites, BioResources, 13: 1605-1618. DOI: https:// doi.org/ 10.15376/biores.13.1.1605-1618
-Hsissou, R., Seghiri, R., Benzekri, Z., Hilali, M., Rafik, M. and Elharfi, A., 2021. Polymer composite materials: A comprehensive review. Composite structures, 262: 113640. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.113640
-Khairunnisa, A., Wistara, N.J. and Fatriasari, W., 2025. The role of microcrystalline cellulose (MCC) in improving paper strength from rice straw pulp. Int J Biol Macromol., 318(Pt 2): 144868. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.ijbiomac.2025. 144868
-Kiziltas, A., Gardner, D.J. and Han, Y., 2014. Mechanical Properties of Microcrystalline Cellulose (MCC) Filled Engineering Thermoplastic Composites. J Polym Environ., 22: 365–372. DOI: https://doi.org/10.1007/ s10924-014-0676-5
-Kord, B., Varshoei, A. and Chamany, V., 2011. Influence of chemical foaming agent on the physical, mechanical, and morphological properties of HDPE/wood flour/nanoclay composites, Journal of reinforced plastics and composites, 30: 1115-1124. DOI: https://doi.org/ 10. 1177/0731684411417200
-Kord, B., 2013. Effect of nanoclay on thickness swelling behavior in the extrusion foaming of wood flour/polyethylene composites, Journal of Thermoplastic Composite Materials, 26: 1303-1316. DOI: https://doi.org/10.1177/08927057 124395 62
-Krapež Tomec, D., Schöflinger, M., Leßlhumer, J., Gradišar Centa, U., Žigon, J. and Kariž, M., 2024. The Effects of Microcrystalline Cellulose Addition on the Properties of Wood–PLA Filaments for 3D Printing. Polymers, 16(6):836. DOI: https://doi.org/10.3390/polym16060836
-Lendvai, L., Dogossy, G., Jakab, S.K. and Fekete, I., 2024. Foam Injection Molding of Poly(Lactic Acid) with Azodicarbonamide-Based Chemical Blowing Agent. Engineering Proceedings, 79(1):1-44. DOI: https://doi.org/10.3390/ engproc202 4079044
-Lupidi, G., Pastore, G., Marcantoni, E. and Gabrielli, S., 2023. Recent Developments in Chemical Derivatization of Microcrystalline Cellulose (MCC): Pre-Treatments, Functionalization, and Applications. Molecules, 28(5):2009. DOI: https://doi.org/10.3390/ molecules 28 052009
-Mittal, V., 2011. High performance polymers and engineering plastics, John Wiley & Sons, Berlin, Germany.
-Nofar M. and Park, C.B., 2014. Poly (lactic acid) foaming, Progress in Polymer Science, 39: 1721-1741. DOI: https://doi.org/10.1016/j. progpolymsci. 2014.04.001
-Osswald T.A. and Menges, G., 2012. Materials science of polymers for engineers, Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, Sydney, New South Wales, Australia.
-Plamadiala, I., Croitoru, C., Pop, M.A. and Roata, I.C., 2025. Enhancing Polylactic Acid (PLA) Performance: A Review of Additives in Fused Deposition Modelling (FDM) Filaments. Polymers, 17(2):191. DOI: https://doi.org/ 10.3390/ polym17020191
-Ren, H., Li, S., Gao, M., Xing, X., Tian, Y., Ling, Z., Yang, W., Pan, L., Fan, W. and Zheng, Y., 2023. Preparation and Characterization of Microcrystalline Cellulose/Polylactic Acid Biocomposite Films and Its Application in Lanzhou Lily (Lilium davidii var. unicolor) Bulbs Preservation. Sustainability, 15(18): 13770. DOI: https://doi.org/10.3390/ su15181 3770
-Sodeifi, B. and Sharifi, S.H., 2025. Investigating the resistance and barrier properties of bio nano composite films of Carboxymethyl chitosan/ Guar gum/ Nanocrystalline cellulose. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 40(2): 149-165. DOI: https://doi.org/ 10.22092/ijwpr. 2025.368144.1791
-Shahreki, A., Nosrati Sheshkal, B., Jonoobi, M., Abdouss, M., Dahmardeh Ghalehno, M., 2021. Poly-capro-lactone/poly-lactic acid/cellulose nano crystal three-component nanocomposites: Manufacturing, mechanical, dynamic-mechanical and morphological investigation. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 12: 217-234.
-Sheldon, R.A., 2014. Green and sustainable manufacture of chemicals from biomass: state of the art, Green Chemistry, 16: 950-963. DOI: https://doi.org/10.1039/c3gc41935e
-Simeone, D., Tissot, O. and Luneville, L., 2025. Diffusive first-order phase transition: nucleation, growth and coarsening in solids. Reports on Progress in Physics, 88(5): 056501 DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6633/adcbbf
-Sokhandan, V., Mansouri, H., Dahmardeh Ghaleno, M. and Shamsian, M., 2025. Improving the performance of polyvinyl acetate adhesive in order to increase the strength and stability of tongue and groove joints in traditional beech wood structures. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 40(1): 35-53. DOI: https://doi.org/10. 22092/ijwpr. 2025.366640.1778
-Spronsen, P.C., Bakhuizen, R., van Brussel, A.A. and Kijne, J.W., 1994. Cell wall degradation during infection thread formation by the root nodule bacterium Rhizobium leguminosarum is a two-step process. European Journal of Cell Biology, 64(1):88-94.
-Volchko, N.W. and Rutledge, G.C., 2024. Heterogeneous nucleation of polyethylene crystals on binary hexagonal nanoplatelets. Journal of Materials Science, 59: 8852–8873. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-024-09683-5
-Wang, C., Liu, Y., Chen, W.Q., Zhu, B., Qu, S. and Xu, M., 2021. Critical review of global plastics stock and flow data, Journal of Industrial Ecology, 25: 1300-1317. DOI: https://doi.org/ 10.1111/jiec.13125
-Westman, M.P., Fifield, L.S., Simmons, K.L., Laddha, S., Kafentzis, T.A., 2010. Natural fiber composites: a review. Pacific Northwest National Laboratory, 1: 1-10. DOI: https:// doi.org/ 10.2172/989448
-Williams, A.T. and Rangel-Buitrago, N., 2022. The past, present, and future of plastic pollution. Marine Pollution Bulletin., 176:113429. DOI: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113429.
-Yin, F., Tang, C., Li, X. and Wang, X., 2017. Effect of Moisture on Mechanical Properties and Thermal Stability of Meta-Aramid Fiber Used in Insulating Paper. Polymers, 9(10):537. DOI: https://doi.org/10.3390/polym9100537
-Young R.J. and Lovell, P.A., 2011. Introduction to polymers. 3th Edition, CRC press, New York, USA. 201
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 232 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 174 |
||