بهینه سازی نفوذپذیری فیلم کامپوزیتی زیست تخریب پذیر نشاسته PVA حاوی نانوذرّات دی اکسیدتیتانیم و سلولز

Abstract

پلاستیک ­های مورد استفاده در بسته­بندی مواد غذایی یکی از عوامل آلاینده محیط زیست به شمار می روند، این ترکیبات به دلیل دارا بودن ماهیت غیر زیست تخریب­پذیر در محیط زیست باقی­مانده و آلودگی­ های زیست محیطی را موجب می­ شوند. برای حل این مشکل، پژوهشگران به فکر استفاده از پلی­مرهای زیست تخریب­پذیر در بسته­بندی مواد غذایی افتاده ­اند. نشاسته یکی از این ترکیبات به شمار می­ رود که به دلیل دارا بودن قیمت ارزان، تجدید­پذیری و فراوانی در طبیعت مورد توجّه زیادی قرار دارد. هر چند فیلم خالص نشاسته دارای معایبی مانند خاصیت آبدوستی شدید نشاسته و دارا بودن خواص مکانیکی نسبتاً ضعیف، می ­باشد که استفاده از آن را در تولید فیلم­ های مورد استفاده در بسته­بندی محدود می­ سازد. در این پژوهش برای بهبود ویژگی­ های نفوذپذیری فیلم نشاسته از میزان ثابت 10% سیتریک­اسید و 10% پلی­وینیل­الکل و همچنین مقادیر مختلف دو نانوذرّه نانوویسکرسلولز (CNW) و دی­اکسید­تیتانیمTiO2)) به صورت توأم استفاده شده و مقادیر مختلف گلیسرول(GLY) نیز مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت اثرات این ترکیبات بر روی نفوذپذیری نسبت به بخارآب(WVP) و فیلم­های بیونانوکامپوزیت نشاسته مورد بررسی و مقادیر بهینه آن­ها با طرح مرکب مرکزی توسط روش سطح پاسخ (RSM) تعیین گردید. به منظور بهبود ویژگی­های فیلم نشاسته که از CNW استفاده شد، توسط مراحل مختلف از کرک پنبه استخراج شد و ساختار و اندازه ذرات آن توسط TEM مورد بررسی قرار گرفت. اثرات غلظت TiO2 و CNWبه صورت درجه دوم، غلظت GLY به صورت خطی و درجه دوم و تأثیر متقابل CNW و GLY بر WVP معنی­دار بود و مشاهده گردید استفاده توأم CNW و TiO2 باعث بهبود خواص نفوذپذیری زیست نانوکامپوزیت حاصل شده و تأثیرگذاری CNW در کاهش میزان WVP بیشتر از TiO2 می­باشد و مقادیر بهینه متغیرهای TiO2، CNW و GLY به ترتیب 118/0، 30/0 گرم و 06/1 سی­سی بود.