مقاله

مدل سازی نفوذپذیری بخار آب و جذب رطوبت در فیلم های نانوکامپوزیت نشاسته- مونت موریلونیت (mmt)

چکیده

در این پژوهش، بررسی مقدار نفوذپذیری نسبت به بخار آب (wvp) و جذب رطوبت در فیلم­ های نانوکامپوزیت نشاسته - مونت موریلونیت (mmt) بررسی شد. فیلم های نانوکامپوزیت به روش ریخته گری و با استفاده از گلیسرول به عنوان نرم­ کننده تهیه شدند. اثر غلظت گلیسرول بر مقدار نفوذپذیری فیلم­ ها نسبت به بخار آب، در دمای ۲۵ درجه سلسیوس و رطوبت نسبی %۹۹-۰ (داخل و خارج ویال) بررسی شد. نتایج نشان داد، wvp با افزایش محتوای گلیسرول در نمونه ­های نانوکامپوزیت، افزایش می ­یابد و رابطه نمایی میان تغییرات غلظت نرم­ کننده و نفوذپذیری نسبت به بخار آب در فیلم­ های نانوکامپوزیت وجود دارد. همچنین، سینتیک جذب رطوبت نمونه ­های نانوکامپوزیت، در دمای ۲۵ درجه سلسیوس و رطوبت نسبی %۷۵ بررسی شد. با افزایش غلظت نانوخاک رس از صفر تا %۹، مقدار رطوبت تعادلی فیلم ­ها از ۳/۳۰ تا %۳۹/۱۷ کاهش یافت. افزون بر این، برای پیش­ بینی رفتار فیلم­ ها در جذب رطوبت، از قانون دوم فیک و چهار معادله تجربی، استفاده شد. نتایج مدل­ سازی نشان داد، مراحل ابتدایی جذب رطوبت به­ خوبی به کمک قانون فیک توصیف می­ شود، اما با سست­ شدن تدریجی پلیمر، رفتار آن از قانون فیک منحرف می­ شود. این مسئله نشانگر این است که گرادیان غلظت تنها سازوکار حاکم بر انتقال جرم نیست. همچنین، با افزایش غلظت نانوخاک ­رس، ضریب انتشار مؤثر رطوبت افزایش یافت. این مسئله نیز می­ تواند ناشی از نفوذ لایه­ های رس در ماتریس پلیمر در نواحی بی­ شکل و ایجاد فضاهایی در ساختار پلیمر باشد. وجود این فضاهای خالی در ساختار نانوکامپوزیت، باعث افزایش ضریب انتشار مؤثر رطوبت می­ شود. وجود نرم­ کننده هم می­ تواند تحرک زنجیر­های پلیمر را تسهیل کند و ضریب انتشار مؤثر رطوبت را افزایش دهد.

اسناد مشابه