اثر مونت موریلونیت (MMT) بر مشخصه های ساختاری، نوری و حرارتی فیلم نانوکامپوزیتی نشاسته سیب زمینی تولید شده در ایران

Abstract

در این تحقیق با استفاده از روش قالب­ریزی، فیلم­های نانوبیو­کامپوزیتی نشاسته سیب­زمینی نرم­شده با گلیسرول حاوی چهار سطح نانورس مونت­موریلونیت(0، 5/0، 1 و 2% وزنی- وزنی نشاسته) تولید شدند. نتایج آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، افزایش دماهای ذوب و انتقال شیشه­ای و بهبود خواص حرارتی نانوبیو­کامپوزیت در اثر افزودن نانورس را نشان داد. حضور 5 درصد نانورس در فیلم نشاسته سبب افزایش دمای انتقال شیشه­ای و ذوب از °C 6/185 و °C 9/282 فیلم PS به ترتیب به °C 5/203 و °C 6/304 شده است. آزمون­ طیف­سنجی UV-Vis، برای مطالعه اثر حفاظتی فیلم­های نانوبیوکامپوزیتی PS-MMT در مقابل پرتو­های نور فرابنفش و مرئی مورد استفاده قرار گرفت. افزودن 5 درصد نانورس اثر معنی­داری بر پارامترهای رنگی (L^*، b^* و a^*)، اختلاف رنگ کلی () و اندیس سفیدی نداشت اما اندیس زردی را به طور معنی­داری کاهش داد. با افزایش غلظت MMT در ساختار فیلم به 5 درصد، تغییر معناداری در میزان عبور پرتوهای نور مرئی و کدورت مشاهده نگردید اما میزان عبور پرتوهای فرابنفش نواحی UV-C، UV-B و UV-A به ترتیب بیش از 82، 38 و 11 درصد کاهش ­یافتند. بررسی ساختار شیمیایی، خواص توپوگرافی، زبری و فازی فیلم­های نانوبیو­کامپوزیتی توسط آزمون­های طیف­سنجی­ فروسرخ (FT-IR) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) به­ترتیب وجود پیوندهای هیدروژنی بین اجزاء تشکیل دهنده فیلم و پخش یکنواخت نانوصفحات رس در ماتریس نشاسته را نشان داد. از تصاویر توپوگرافی AFM برای مطالعه مورفولوژی و زبری سطحی استفاده شد. فیلم PS دارای سطحی صاف و حداقل پارمترهای زبری بود. حضور 5 درصد نانورس سبب افزایش متوسط زبری (R_a) و انحراف معیار پروفیل ارزیابی شده (R_q) فیلم نشاسته خالص نرم شده از 4/32 و 9/39 نانومتر به­ترتیب به 119 و 147 نانومتر گردید. تصاویر فازی AFM توزیع یکنواخت نانورس در ماتریس نشاسته را تأیید نمود.