کامپوزیت پوسته برنج و پلی یورتان به عنوان ماده عایق در سردخانه

بررسی ماکروساختار کامپوزیت حاصل از مخلوط پوسته برنج و پلی یورتان به عنوان ماده عایق در سردخانه های نگهداری ماهی

هدف از این تحقیق بررسی ماکروساختار کامپوزیت مخلوط شده با پوسته برنج و پلی یورتان است. همچنین مواد با بهترین ترکیب را به منظور استفاده در سردخانه های نگهداری ماهی ارائه می دهد. ضرورت این تحقیق در استفاده از مفاهیم فناورانه مناسب باهدف حمایت از سیستم زنجیره سرد است؛ به طوری که کیفیت صید ماهیگیران را می توان حفظ کرد. یکی از تلاش های انجام شده در این راستا ساخت مواد کامپوزیت عایق از مخلوط پوسته برنج و پلی یورتان با نسبت ترکیبات مختلف از 1 به 0.5 تا 1 به 2 پلی یورتان-پوسته برنج است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که هر ترکیب نتایج متفاوتی دارد. بررسی بزرگنمایی عکس نشان می دهد که کمترین مساحت در ترکیب 1 به 2 است؛ یعنی 1:2A 14393, 1:2B 5232, 1:2C 4013. ازبین این نتایج، ترکیب 1 به 2 بیشترین مقدار مواد بهینه برای ساخت عایق سرخانه های نگهداری ماهی را داشت زیرا این ترکیب انبساط واکنش پلیول و ایزوسیانات را تحت تاثیر قرار نمی دهد.

صنعت دریایی و شیلات که پتانسیل بسیار بالایی دارد، یکی از بخش های حمایت کننده از توسعه ملی است. بنابراین بایستی به حداکثر نتایج بهینه دست یابد. با این حال، در واقع همچنان صیدهای زیادی وجود دارد که کیفیت آنها نمی تواند انتظارات مشتری را برآورده کند زیرا کیفیت صید پس از نگهداری کاهش می یابد. پلی یورتان یکی از موادی است که معمولا به عنوان عایق نگهدارنده دما در ظروف نگهداری ماهی استفاده می شود. اگر به شرایط فعلی نگاه کنیم، می بینیم که ماهیگیران محدودیت هایی همچون افزایش روزافزون هزینه مواد عایق را احساس می کنند. این محدودیت ریشه در قیمت بالای مواد اولیه عایق دارد. در صنعت فرآوری برنج مشتقات بسیاری تولید می شود که یکی از آنها پوسته برنج است. پوسته برنج قابلیت استفاده به عنوان یک ماده اولیه جایگزین در ساخت عایق را دارد زیرا خواص آن تفاوت چندانی با مواد عایق طبیعی طبیعی ندارد. پلی یورتان از مخلوطی از دو جزء شیمیایی پلیول و ایزوسیانات ساخته شده است که باهم مخلوط شده و درنتیجه، پس از واکنش شیمیایی به فوم تبدیل می شوند. این فوم دارای حباب های هوا است که به عنوان عایق حرارتی عمل می کنند. انتظار می رود ترکیب پوسته  برنج و پلی یورتان مقاومت حرارتی ظروف نگهداری ماهی را به حداکثر برساند. هدف از این تحقیق بررسی ماکروساختار یک ماده کامپوزیت مخلوط با پوسته برنج و پلی یورتان است. علاوه براین، موادی با بهترین ترکیب را به منظور استفاده در سردخانه ها یا ظروف نگهداری ماهی معرفی می کند. براساس موارد گفته شده، این پژوهش به بررسی مشاهدات ماکروساختاری باهدف تشخیص تغییرات حباب های هوا از واکنش مخلوط پوسته برنج و پلی یورتان به نسبت 1:0.5؛ 1:1; 1:1.5; و

ترکیب 1 به 0.5 مخلوط پلی یورتان و پوسته برنج

نتایج به دست آمده از تحلیل بزرگنمایی عکس مواد کامپوزیتی حاوی ترکیب 1:0.5 پلی یورتان و پوسته برنج در شکل زیر ارائه شده است.

شکل 1:

این آزمایش با نام مساحت 10×10 تجزیه و تحلیل شد. هر نمونه آزمایشی نیز به 1:05A، 1:0.5B و 1:05C نامگذاری شدند تا ذخیره و پردازش داده ها تسهیل شود. برای جمع آوری دادۀ تعداد حباب ها، حداکثر مساحت حباب ها، مساحت کل حباب ها، اندازه متوسط ​​و درصد هر حباب در هر نمونه آزمایشی از روش مشابهی استفاده می شود. نتایج حاصل از محاسبه تعداد حباب های هوا در مساحت 10×10 میلیمتر در نمونه 1:0.5A  نشان داد که 1471 حباب هوا با حداکثر مساحت 22111 میکرومتر مربع وجود دارد. این تعداد در نمونه 1:0.5B ، 1286 با حداکثر مساحت 102037 میکرومتر مربع بود و در نمونه 1:0.5C، 1261 عدد با مساحت حداکثر 12270 میکرومتر مربع ثبت شد. تفاوت در تعداد حباب ها به دلیل وسعت مساحت حباب های شناسایی شده هنگام گرفتن عکس های ماکرو است. مساحت کل هر سه نمونه A، B و C به ترتیب 169755، 184260 و 111996 میکرومتر مربع بود. در آزمایش ترکیب 1:0.5 مخلوط پلی یورتان و پوسته برنج، بیشترین تعداد حباب هوا در نمونه A و کمترین آن در نمونه C یافت شد. تعداد متوسط حباب های هوا در این نمونه 1339.3 میکرومتر مربع است.

ترکیب 1 به 1 مخلوط پلی یورتان و پوسته برنج

نتایج به دست آمده از تجزیه و تحلیل عکس ماکروی مواد کامپوزیت مخلوط با ترکیب 1:1 پلی یورتان و پوسته برنج در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 2:

این داده ها مربوط به تعداد حباب ها، حداکثر مساحت، مساحت کل، اندازه متوسط ​​و درصد هر حباب در هر نمونه آزمایشی است. در نمونه A تعداد حباب ها 1554 با حداکثر مساحت 33744 میکرومتر مربع بود. در نمونه B  و C تعداد حباب ها به ترتیب 1459 با حداکثر مساحت 13701 میکرومتر مربع و 1483 با حداکثر مساحت 20493 میکرومتر مربع گزارش شد. تحلیل مساحت کلی نمونه A، B و C نیز به ترتیب 127.283، 125.774 و 127.677 میکرومتر مربع ثبت شد. علت تفاوت در کل مساحت اندازه متفاوت حباب های هوا است. بیشترین و کمترین تعداد حباب هوا به ترتیب در نمونه های A و C مشاهده شد. میانگین تعداد حباب های هوا نیز در نمونه حاوی ترکیب 1:1 پلی یورتان و پوسته برنج به تعداد 1032.3 بود. کل مساحت حباب ها در نمونه های A، B، C به ترتیب 127283، 125774 و 127667 میکرومتر مربع بود.

ترکیب 1 به 1.5 مخلوط پلی یورتان و پوسته برنج

در شکل زیر نتایج حاصل از تحلیل عکس ماکرو مواد کامپوزیت حاوی مخلوط 1:1.5 پلی یورتان و پوسته برنج ارائه شده است.

شکل 3:

بررسی این نمونه نیز با استفاده از روش مشابهی انجام شد؛ به این معنا که مشاهدات آزمایشی براساس منطقه تحلیل شدۀ 10×10 میلیمتری انجام شدند. هر نمونه آزمایش شده به نام های 1:1.5A،1:1.5B  و 1:1.5C نامگذاری شدند. داده های مشاهده شده در هر نمونه شامل تعداد حباب ها، حداکثر مساحت، مساحت کل، اندازه متوسط و درصد حباب ها در هر نمونه می شود. تعداد حباب های به دست آمده در نمونه های A، B و C به ترتیب 1399 در حذاکثر مساحت 13392 میکرومتر مربع، 1140 در حداکثر مساحت 5942 میکرومتر مربع و 1292 در حداکثر مساحت 43057 میکرومتر مربع بود. علت تفاوت در تعداد حباب ها مساحت زیاد حباب هایی است که هنگام گرفتن عکس های ماکرو شناسایی می شوند. کل مساحت برای هر سه نمونه نیز به ترتیب 113272، 82247 و 171613 میکرومتر مربع ثبت شد. همچنین در بررسی نمونه های حاوی ترکیب 1:1.5 پلی یورتان و پوسته برنج، بیشترین و کمترین تعداد حباب هوا به ترتیب در نمونه های A و B گزارش شد. متوسط تعداد حباب ها نیز در این نمونه 1277 بود.

جمع بندی و کلام آخر

باتوجه به بررسی های ماکروساختار مواد کامپوزیتی پوسته برنج به عنوان یک کامپوزیت پلی یورتان، نمونه حاوی ترکیب 1:2 به احتمال زیاد پتانسیل استفاده به عنوان مواد عایق در ظوف نگهداری ماهی برای صیادان را دارد. این ترکیب تاثیری بر انبساط واکنش پلیول و ایزوسیانات ندارد و همچنین این ترکیب دارای کمترین حداکثر مساحت و بیشترین تعداد حباب است. بنابراین، می توان ترکیب 1:2 پلی یورتان با پوسته برنج را به عنوان یک ماده عایق مناسب در ظروف و سردخانه های نگهداری ماهی توصیه کرد.