Priprava i karakterizacija biokompozita na osnovi LDPE-a i lignoceluloze

diplomski rad

• Naslov (engleski): Preparation and characterization of LDPE/lignocellulose based biocomposites
• Autor: Anabela Kos
• Mentor: Emi Govorčin Bajsić (mentor)
• Član povjerenstva: Emi Govorčin Bajsić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Vesna Ocelić Bulatović (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Nevenka Vrbos (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2016-07-04, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo; Kemijsko inženjerstvo u razvoju materijala

Sažetak

Upotreba nerazgradivih polimera kao ambalažnih materijala smatra se velikim ekološkim problemom današnjice zbog lošeg utjecaja na biljni i životinjski svijet. Folije polietilena niske gustoće (LDPE) primjenjuju se u pakiranju hrane zbog dobrih mehaničkih svojstava, dobre prerade te fleksibilnosti. Međutim nedostatak LDPE-a kao nerazgradivog ambalažnog materijala je veliki utjecaj na onečišćenje okoliša. Biljke uzgojene kao sirovine za proizvodnju prirodnih vlakana predstavljaju izvor sirovina neovisan o naftnim derivatima, pa su osobito zanimljive zbog svoje dostupnosti, obnovljivosti te prihvatljivosti s stajališta zaštite okoliša. Cilj ovog rada bio je priprava biokompozita umješavanjem prirodne lignoceluloze, rižine ljuskice (RLJ) u LDPE u svrhu dobivanja biorazgradivog polimernog materijala. Nakon priprave biokompozita s različitim udjelom rižinih ljuskica (5, 10, 15, 20, 25 i 30 mas%) ispitan je utjecaj rižinih ljuskica i njihovog udjela na toplinska svojstva LDPE/RLJ biokompozita. Toplinska stabilnost čistog LDPE-a, te LDPE/RLJ biokompozita ispitana je primjenom termogravimetrijske analize (TGA) u atmosferi dušika. Dinamičko mehaničkom analizom (DMA) određene su primarne viskoelastične funkcije, modul pohrane (E') i modul gubitka (E'') u funkciji temperature za čisti LDPE i LDPE/RLJ biokompozite, a za određivanje faznih prijelaza primijenjena je diferencijalna pretražna kalorimetrija (DSC). Na osnovi dobivenih rezultata može se zaključiti da dodatkom i povećanjem udjela RLJ stupanj kristalnosti neznatno raste što znači da RLJ djeluju kao nukleacijski agens. Temperatura početka razgradnje čistog LDPE-a pomiče se na više vrijednosti dodatkom RLJ što ukazuje na povećanje toplinske stabilnosti LDPE-a dodatkom RLJ. DMA mjerenjem dobiven je porast Tg-a dodatkom RLJ uslijed interakcija između LDPE-a i RLJ.

Sažetak (engleski)

Non-degradable polymers as a packaging materials has bad influence on the environment, cause damage to plants and animals, it's being consider as one of the greatest environmental problem today. Low density polyethylene (LDPE) sheets are used in food packaging because of their good mechanical properties, easy processing and flexibility. However the lack of LDPE as non-degradable packaging material has a major impact on environmental pollution. Plants grown as a raw material for the production of natural fibers are a source of raw material independent of petroleum products, however, are particularly interesting because of its availability, reproducibility and acceptability in terms of environmental protection. The aim of this study was to prepare biocomposites with melt mixing (compounding) of natural lignocellulose, rice husk (RH) and LDPE in order to obtain biodegradable polymer material. After preparation of LDPE/RH biocomposites with different content of rice husk (5, 10, 15, 20, 25 and 30 wt%) the influence of the rice husk and their content on thermal properties of LDPE/RH biocomposites was investigated. Thermal stability of the neat LDPE and LDPE/RH biocomposites was studied using thermogravimetric analysis (TGA) in nitrogen atmosphere. The viscoelastic properties, the storage modulus (E ') and loss modulus (E'') as a function of temperature for the neat LDPE and LDPE/RH biocomposites were obtained by dynamic mechanical analysis (DMA). The phase transitions were obtained using the differential scanning calorimetry (DSC). Results confirmed that the incorporation of the RH into the LDPE and increase oft he content oft he RH slightly increased the crystallinity which means that RH act as a nucleating agent. The initial degradation temperature of the neat LDPE is shifted to higher temperature by addition of RH which means that the thermal stability oft he LDPE increased by the addition of RH. The DMA measurements showed that the glass trasition temperature Tg of the LDPE in the blends were increased with the addition of RH. This behaviour is due to the interaction between RH and LDPE.

• Ključne riječi: polietilen niske gustoće (LDPE); rižine ljuskice (RLJ); biokompoziti; toplinska svojstva; toplinska stabilnost
• Ključne riječi (engleski): low density polyethylene (LDPE); rice husk (RH); biocomposites; thermal properties; thermal stability
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:964986
• Studijski program: Naziv: Kemija i inženjerstvo materijala; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (mag. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2017-04-18 10:09:14