يهدف هذا البحث إلى تحضير مزيج بوليميري قابل للتحلل بيولوجياً (LDPE/AD+S)، يحقق متطلبات التغليف الصديق للبيئة ، تتألف الحاضنة البوليميرية بشكل أساسي من البولي إيتلِن منخفض الكثافة (LDPE)، و من بوليمير طبيعي هو النشاء starch (S)، إضافة إلى مواد مضافة توافقية ((AD بنسب وزنية قليلة جداَ هي حمض المالييك، حمض الخل، بيروكسيد البنزويل، ستيرات الزنك، بهدف تحسين التوافقية بين البوليميرين في المزيج. تم تحضير ثلاثة مزائج LDPE/AD+S تبعاً للنسبة الوزنية للنشاء فيها و هي (15,20,40%) بطريقة البثق بواسطة جهاز المازج-الباثق، و من ثم تم تشكيل أفلام (أغشية) من المزائج الثلاثة فضلاً عن تشكيل أغشية من البولي ايتيلين منخفض الكثافة و ذلك بالكبس الحراري الهيدروليكي. خضعت جميع الأغشية المحضرة للتوصيف البنيوي باستخدام المجهر الضوئي بتكبير 500 مرة، كما جرت دراسة التحلل البيولوجي في التربة و في محلول موقٍ لأنزيم ألفا الأميلاز. بينت النتائج أن حبيبات النشاء قد توزعت بتجانس ضمن الحاضنة البوليميرية LDPE بشكل جيد بالنسبة إلى المزائج الثلاث، و لعبت المواد التوافقية AD دوراً مهماً في تحسين البنية المجهرية للمزائج المحضرة، كما أثبتت النتائج أيضاً أن وجود النشاء سهّل البدء بعملية التحلل الحيوي.
The aim of this work is the preparation of a biodegradable polymeric blend
(LDPE/AD+S) to be used for eco-friendly packaging purposes. The polymer matrix
consists mainly of low density polyethylene( LDPE), starch (S), and low quantities of
additives (AD) as compatibilizers. The additives are: maleic acid, acetic acid, benzoyl
peroxide, and zinc stearate. The polymer blend LDPE/AD+S was prepared by extrusion, in
three compositions according to the percentage of starch (15,20,40%). Then, films were
prepared from the blend by thermal hydraulic compression to study their microstructure by
optical microscopic at magnification of 055 The results showed that the starch granules
were homogeneously distributed within the polymer matrix, and the compatibility
additives played an important role in enhancing the microstructure of the prepared blends.
The results also indicate that the starch promotes the onset of the bioegradation process.
Artificial intelligence review:
Research summary
يهدف هذا البحث إلى تحضير مزيج بوليميري قابل للتحلل بيولوجياً يتكون من البولي إيتلين منخفض الكثافة (LDPE) والنشاء، مع إضافة مواد توافقية لتحسين التوافقية بين المكونات. تم تحضير المزيج بثلاث نسب وزنية مختلفة من النشاء (15%, 20%, 40%) باستخدام جهاز المزج والبثق، ومن ثم تشكيل أفلام من المزيج بواسطة الكبس الحراري الهيدروليكي. أظهرت النتائج أن حبيبات النشاء توزعت بشكل متجانس داخل الحاضنة البوليميرية، وأن المواد التوافقية لعبت دوراً مهماً في تحسين البنية المجهرية للمزيج. تم دراسة التحلل البيولوجي للأفلام المحضرة في التربة وفي محلول موق لأنزيم ألفا الأميلاز، وأثبتت النتائج أن وجود النشاء يسرع من عملية التحلل البيولوجي. كما أظهرت الدراسة أن نسبة الفقد في الوزن تتناسب طردياً مع نسبة النشاء في المزيج ومع زيادة زمن الطمر في التربة. تم إجراء اختبارات مجهرية وطيفية لدراسة بنية العينات قبل وبعد التحلل البيولوجي، وأظهرت النتائج تشكل ثقوب على سطح العينات نتيجة هضم النشاء من قبل الأحياء الدقيقة، مما يدل على بداية عملية التحلل البيولوجي. خلص البحث إلى أن المزائج المحضرة صالحة للاستخدام في صناعة التغليف البيئي، حيث يمكنها تقليل التلوث البيئي وحماية الحياة الطبيعية.
Critical review
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث يقدم نتائج واعدة في مجال تحضير مواد بوليميرية قابلة للتحلل بيولوجياً، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، لم يتم مناقشة تأثير التحلل البيولوجي على الخواص الميكانيكية للمزيج بشكل كافٍ، مما يترك تساؤلات حول مدى ملاءمة هذه المواد للاستخدام العملي في التغليف. ثانياً، الدراسة اعتمدت بشكل كبير على التجارب المخبرية، وكان من الممكن أن تكون أكثر شمولاً إذا تم تضمين تجارب ميدانية في بيئات مختلفة. ثالثاً، لم يتم مناقشة التكلفة الاقتصادية لتحضير هذه المزائج، وهو عامل مهم يجب أخذه في الاعتبار عند التفكير في تطبيقها على نطاق واسع. أخيراً، كان من الممكن أن تكون الدراسة أكثر شمولاً إذا تم تضمين تحليل بيئي شامل لتأثير هذه المواد على البيئة بعد تحللها.
Questions related to the research
-
ما هي المكونات الرئيسية للمزيج البوليميري المحضر في البحث؟
يتكون المزيج البوليميري من البولي إيتلين منخفض الكثافة (LDPE) والنشاء، بالإضافة إلى مواد توافقية مثل حمض المالييك، حمض الخل، بيروكسيد البنزويل، وستيرات الزنك.
-
كيف تم تحضير المزيج البوليميري في البحث؟
تم تحضير المزيج البوليميري باستخدام جهاز المزج والبثق عند درجة حرارة معينة وسرعة دوران محددة، ومن ثم تم تشكيل أفلام من المزيج بواسطة الكبس الحراري الهيدروليكي.
-
ما هي النتائج الرئيسية التي توصل إليها البحث بشأن التحلل البيولوجي للمزيج؟
أظهرت النتائج أن وجود النشاء في المزيج يسرع من عملية التحلل البيولوجي، وأن نسبة الفقد في الوزن تتناسب طردياً مع نسبة النشاء في المزيج ومع زيادة زمن الطمر في التربة.
-
ما هي التوصيات التي خلص إليها البحث بشأن استخدام المزائج المحضرة؟
خلص البحث إلى أن المزائج المحضرة صالحة للاستخدام في صناعة التغليف البيئي، حيث يمكنها تقليل التلوث البيئي وحماية الحياة الطبيعية.
References used
LEJA,K.; LEWANDOWICZ,G.,Polymer Biodegradation and Biodegradable Polymers–a Review. Polish J. of Environ. Stud Poland, Vol. 19, No. 2, 2010, 255-266
HAMZAA,Z.P.;.ANNA,K.F.D.; THKURIANA, BHATB,S.G., Biodegradability Studies on LDPE-Starch Blends using Amylase-Producing Vibrios. International Journal of Polymeric Materials,Vol.58, No.5, 2009,257–266
KORMIN,S.F.; BEG,M.D. H.; PIAH, M.M.,Physical and mechanical properties of LDPE incorporated with different starch sources. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering Malaysia,226, 012157, 2017