بهینه‌سازی ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی و حرارتی فیلم نانوکامپوزیت پروتئین میوفیبریل-نانوکریستال سلولز

Abstract

فیلم های نانوکامپوزیت برپایه پروتئین میوفیبریل ماهی تقویت شده با نانوکریستال‌ سلولز (NCC) به روش قالب گیری تولید شدند. نانوکریستال‌های سلولز در سه سطح (وزنی/وزنی) %6، 4، 2 به ماتریکس پلیمر افزوده شدند. مشخص شد که نانوکامپوزیت‌ محتوی NCC %6 بالاترین میزان استحکام کششی را دارد که در مقایسه با تیمار شاهد حدود %49 بهتر بود. بهبود خواص مکانیکی پلیمر نانوکامپوزیت به تشکیل شبکه محکم نانوذرات سلولز درون بستر پلیمر پروتئینی و برقراری پیوند بین آنها نسبت داده شد. حضور نانوذرات همچنین سبب بهبود خواص سدکنندگی پلیمرهای نانوکامپوزیت شد بطوری که فیلم محتوی NCC %6 نسبت به تیمار شاهد نفوذ پذیری به بخار آب را به میزان %33 کاهش داد. بررسی شاخص‌های تورم پذیری و حلالیت نیز نشان داد که افزودن نانوذرات سلولز، حساسیت به آب پلیمر پروتئینی را کاهش داد که این پدیده در پلیمرهای خوراکی مورد استفاده در بسته بندی بسیار مطلوب است. آنالیز FTIR فیلم های مختلف، تشکیل برهمکنش‌های ملکولی بین نانوذرات و بستر پلیمر را تایید کرد. بررسی شاخص‌های مرتبط با آزمون DSC حاکی از این مطلب بود که پایداری حرارتی نانوکامپوزیت‌های برپایه پروتئین بعد از افزودن نانوکریستال های سلولز بهبود می‌یابد.