علوم و فنون بسته بندی (Nov 2022)
تأثیر نانو مواد اصلاح‌شده با مواد زیست‌تخریب‌پذیر در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی
Abstract
در پژوهش حاضر، خواص مکانیکی و حرارتی فیلم‌های تقویت‌شده نشاسته، پلی‌لاکتیک اسید با نانوالیاف سلولز برای استفاده در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی، موردبررسی قرار گرفته است. درصد میزان تأثیر هرکدام به‌تنهایی و با هم و همچنین بررسی تأثیر میزان نشاسته، پلی‌لاکتیک اسید و نانوالیاف سلولز در ساخت فیلم‌ها و یافتن ارتباطی میان درصدهای مختلف از مواد استفاده‌شده در شرایطی که بهترین خواص را در برگیرد، از اهداف این پژوهش است. در این تحقیق، فیلم‌های نانو کامپوزیتی زیست‌تخریب‌پذیر بر پایه پلی‌لاکتیک اسید، نشاسته و نانوالیاف سلولز، به‌عنوان عامل تقویت‌کننده با استفاده از روش ریخته‌گری حلال، تهیه شدند. بررسی خواص فیزیکی شامل ضخامت، رنگ و ساختار به کمک XRD و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی، مدول یانگ و درصد کشش در نقطه پارگی، خواص حرارتی شامل دمای انتقال شیشه‌ای، دمای ذوب و درصد کریستالیزاسیون به کمک DSC و طیف‌سنجی مادون‌قرمز FTIR برای فیلم‌های نشاسته، نانوالیاف سلولز و پلی‌لاکتیک اسید تهیه‌شده، موردمطالعه قرار گرفت. نتایج عکس‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراکندگی یکنواخت و بهتر نشاسته، نانوالیاف سلولز همراه با پلی‌لاکتیک اسید مخصوصاً در نشاسته و نانوالیاف سلولز در سطح (1)، پلی‌لاکتیک اسید همراه با نانوالیاف سلولز در سطح (1.5) را نشان میدهد. در بررسی خواص مکانیکی، با افزودن نانوالیاف سلولز به فیلم نشاسته مدول یانگ کاهش و درصد کشش در نقطه پارگی افزایش یافته است. مقاومت کششی از MPa 5/4 به MPa63/6 و MPa 89/6 برای فیلم‌های نشاسته و نانوالیاف سلولز افزایش یافته است؛ همچنین برای فیلم‌های پلی‌لاکتیک اسید و نانوالیاف سلولز از MPa 76/8 به MPa 56/18 و MPa 69/22 مقاومت کششی افزایش یافته؛ و برای فیلم‌های نشاسته و نانوالیاف سلولز همراه با پلی‌لاکتیک اسید، مقاومت کششی از 33/35 به 99/36 MPa افزایش یافته است. افزودن نانوالیاف سلولز، تأثیر زیادی در نفوذپذیری به بخار آب ایجاد نکرده است.
