کتب و مقالات
فیلم های آموزشی
دوره های آموزشی

کد : ٣٢٢۶
تاریخ انتشار : ١٣٩۵/٠٣/٢۴
بازدید : ٨۴۵

مهاجرت افزودنی اسيد استئاریک در پلیمر پلی‌وینیل‌کلراید(PVC)


در این مقاله نفوذ افزودنی از نمونه پی وی سی حاوی افزودنی به نمونه بدون افزودنی بررسی می شود.


مهاجرت افزودنی اسيد استئاریک در پلیمر پلی‌وینیل‌کلراید(PVC)
مهاجرت افزودنی اسيد استئاریک در پلیمر پلی‌وینیل‌کلراید(PVC)

چکیده:
 در این پژوهش میزان نفوذ اسيد استئاریک در پلیمر PVC با ترکیب دو نمونه از فیلم پلی‌وینیل‌کلراید حاوی افزودنی اسيد استئاریک و فیلم PVC بدون افزودنی مورد مطالعه قرار گرفت. روند مهاجرت با داشتن مقدار متوسط اسيد استئاریک حدود gr/hr cm2 0.7921  در غلظت متوسط gr/ml0.0429 اتفاق می‌افتد. بیشترین مقدار نفوذ افزودنی در gr/hr cm2  1.3605 در بالاترین غلظتgr/ml  0.0714 خواهد بود.

 
مقدمه:
توسعه تکنولوژی امروزه شامل ساخت پلیمرهایی مي‌شودکه به سرعت با افزایش تقاضا در زندگی روزمره انسان در حال افزایش است. به طوری که گفته می‌شود پلیمر به یک نیاز اساسی در زندگی انسان تبديل شده است. به عنوان مثال می‌توان به پلیمرهایی که در بسته بندی مواد غذایی، لوازم خانگی، تجهیزات مدرسه‌اي،کامپیوترها، پوشش کابل‌های برق و تلفن، اسباب بازی و حتی دریچه قلب مصنوعی اشاره کرد. موادي كه بخشي از نيازهاي روزانه انسان به شمار مي‌رود مانندبسته‌بندی يامحافظ مواد غذایی و داروها يا بسته‌بندی موادی که براي مدت طولانی نگهداری می‌شوند، امكان آلوده كردن اتم‌ها یا مولکول‌های موجود روی بسته‌بندی و ترکیبات مواد درون آن را دارند.آلوده شدن  یک ماده با يك ماده دیگر مانند رابطه ميانبسته‌بندی و محتویات درون آن توسط مواد افزودنی و از طریق مهاجرت و نفوذ انجام می‌شود.

برای بسته بندی مي‌توان از پلیمرهاي مصنوعی و به صورت  ورق‌های پلاستیکی استفاده كرد. يكي ازپلاستیک‌هاي مورد استفاده PVC است که خواص فیزیکی سخت دارد. PVC مانند پلی اتیلن،پلی پروپیلن و پلی استایرن از مواد پلیمری محسوب شدهو همچنین 75% از بازار مواد پلیمری گسترده در جهان را به خود اختصاص داده است.

در فرايند ساخت محصول نهایی و يا نیمه ساخت به پلیمر خالص، معمولاً مواد جامد یا مایع به منظور بهبود خاصيت نرم‌كنندگي   اضافه می‌شوند. این مواد با عنوان پلاستی سایزر شناخته می شود. نرم‌كننده‌هابر خواص فیزیکی و مکانیکی مواد پلیمری مانند استحکام کششی، انعطاف‌پذیری، خواص الاستيك و  الکتریکی، دما، جریان و دمای انتقال شیشه‌ای(Tg) تاثیرگذارند.
در بسته‌بندی مواد غذایی معمولاً یک غشاي نازک در تماس مستقیم با مواد غذایی است.  تقريباً تمام مواردي كه باعث كاهش و افت تركيبات PVC شود بر سلامت انسان تاثيرگذار است.
در گذشته مطالعات بسیاری در مورد نفوذ نرم‌كننده PVC توسط چندین محقق انجام گرفته است. مدل‌های تجربی مختلفي برای تولید چند نمونه‌نرم‌كننده با پروفايل غلظت متفاوت ارائه شده است.درتمام موارد با گذشت زمان غلظت نرم‌كننده کاهش یافته و مشخص شده  پلاستی سایزر از ورق‌هایی با غلظت بالاتر به ورق‌هايي با غلظت پایین‌تر حرکت می‌کند. با این حال این یافته‌ها سرعت نفوذ افزودنی در پلیمر جامد را که ناشی از اختلاف غلظت بین مواد است را مشخص نمي‌كند. بنابراین سرعت تقریبی نفوذ افزودنی به  پلیمر جامد مانند PVC باید بررسی شود.

هدف از این پژوهش مطالعه عملکرد حرکت اتم‌ها یا مولکول‌ها و سرعت  نفوذ از نمونه‌های حاوی مواد افزودنی استئاریک اسید(به عنوان افزودنی) به نمونه بدون افزودنی است.

1-     مواد و روش‌ها:
مواد مورد استفاده در این آزمایش عبارتند از: پلی‌وینیل‌کلراید(PVC)، استئاریک اسید و تتراهیدرو فوران(THF)


 
2-    بحث و نتایج:
:A ترکیب اسید استئاريك و PVC
جدول 1 ترکیب PVC، اسيد استئاریک و تتراهیدروفوران را نشان می‌دهد. حداكثر غلظت با 5 گرم اسيد استئاريك  و 70 میلی لیتر از حلال ايجاد مي‌شود.

 
مهاجرت اسید استئاریک در پی وی سی

:B تست مهاجرت PVC –استئاریک اسید
جدول 2 نتایج وزن نمونه‌های حاوي افزودنی را پس از اتصال به نمونه فاقد افزودني و در بازه زماني سي روزه و هر ده روز يك‌ بار نشان مي‌دهد.
شکل رابطه ميان مهاجرت افزودنی اسید استئاریک ازنمونه‌های حاوی اسيد استئاریک به نمونه‌های PVC خالص فاقد افزودنی با تغییر زمان در غلظت‌های مختلف نشان داده شده است.

 
مهاجرت اسید استئاریک در پی وی سی

شکل 1 نشان می‌دهد کاهش وزن نمونه‌ها با تغییر زمان در تمام غلظت‌ها تقریباً یکسان و به صورت خطی است. درصد مهاجرت افزودنی اسيد استئاریک به نمونه فاقد افزودنی در فواصل زماني بررسي شده در جدول 3 قابل مشاهده است. بر اساس جدول 3، مقدار مهاجرت افزودنی اسيد استئاریک بهمقدار غلظت وابسته است.

درصد مهاجرت افزودنی در پی وی سی

ترصد مهاجرت اسید استئاریک
تغييرات درصد مهاجرت با زمان در غلظت‌های مختلف در شکل 2 نشان داده شده است. شکل 2 نشان می‌دهد که بیشترین درصد مهاجرت، 9.8%، در 10 گرم از PVC و 3 گرم از استئاریک اسید و کمترین مقدار مهاجرت،1.51%، در 10 گرم از PVC با 1 گرم از اسيد استئاریک اتفاق افتاده است . در 10 گرم از PVC و 5 گرم اسيد استئاریک، اختلاف درصد مهاجرت در 10 روز ،20 و 30 روز به ترتيب برابر است با 4.57%،5.86% و 7.04% كه  بيشترين اختلاف را با ساير تركيبات دارد. افزایش غلظت افزودنی در PVC صرفاً ناشی از حرکت مولکول‌های اسيد استئاریک و وزن مولکولی این افزودنی است. در زمان‌هاي طولانی‌، اسید استئاریک که نسبت به مولكول‌هاي PVC وزن مولکولی كمتري دارد، به طرف PVC خالص مهاجرت را ادامه خواهد داد.این در حالی است که میزان افزایش مهاجرت اسید استئاریک به طرف پی وی سیخالص از روز 10 تا 20 كاهشي بوده و فقط در حدود 0.15% افزايش داشته و بعد ميان روزهاي 20ام تا 30ام حدود 2.76% افزایش مییابد. این کاهش مهاجرت ناشی از رسوب مولکولهای استئاریک اسید در مکان جدید(PVC خالص) است.

نمونه پی وی سی فاقد افزودنی
ابعاد نمونه PVC خالص فاقدافزودنی با ضخامت X، سطح مقطع(A) و زمان مهاجرت (T) در  غلظت‌هاي مختلف در جدول 4 نشان داده شده است.
فرايند جابجايي ماده‌ای از یک سیستم به سیستم دیگر به طور تصادفي و به دلیل جنبش اتم‌ها یا مولکول‌ها نفوذ نامیده می‌شود. میزان نفوذ افزودنی اسيد استئاریک در نمونه PVC خالص با استفاده از قانون فیکس به صورت زیر محاسبه  مي‌شود.


که در آن:
JX = میزان نفوذ (gr/hr cm2 )
D =ضریب نفوذ(cm2/hr)
C =غلظت gr/ml
B = وزن gr
V = حجم

نتایج محاسبات مقدار نفوذ و ضریب نفوذ براي غلظت‌های متفاوت در جدول 5 نشان داده شده است. جدول 5 نشان می دهد که میزان نفوذ اسيد استئاریک به نمونه PVC خالص برای غلظت‌های مختلف در حالي متفاوت است که ضریب نفوذ به دليل ثابت بودن سطح مقطع نمونه‌ها در طي زمان یکسان است.


نفوذ اسید استئاریک در پی وی سی

نتیجه‌گیری:
در این مطالعه نشان داده شد که اتم‌ها و مولکول‌های اسيد استئاريك به طور تصادفی به نمونه  PVC خالص مهاجرت می‌کنند
(broun motion)که ناشی از اختلاف غلظت بین این دو نمونه است و این میزان نفوذ با توجه به تغییر غلظت متغیر است. در این شرایط بیشترین میزان نفوذ افزودنی، gr/hr cm2 1.3605 است که در نمونه های با بیشترین غلظت gr/ml 0.0714 روی می‌دهد.


ارسال شده از: شرکت آریان غرب کردستان
تهیه کننده: شادی حقدوست

منبع:
International Journal of Engineering & Technology IJET-IJENS Vol: 11 No: 01
برچسب: افزودنی اسيد استئاریک, پلیمر PVC, مهاجرت افزودنی اسید استئاریک, نفوذ اسيد استئاریک به نمونه PVC

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !
تصویر موجود نمیباشد