عنوان

بررسی اثرات نانو ذرات رس بر بهبود ویژگیهای حرارتی و مهاجرتی بیوپلیمر پلی لاکتیک اسید به منظور کاربرد در بسته بندی مواد غذایی

‭۱۲۵۹۶پ‬

per

بررسی اثرات نانو ذرات رس بر بهبود ویژگیهای حرارتی و مهاجرتی بیوپلیمر پلی لاکتیک اسید به منظور کاربرد در بسته بندی مواد غذایی

/سولماز چوبکی

: پردیس بین المللی ارس

‮‭۱۰۹‬ص‬

چاپی

کارشناسی ارشد

رشته مهندسی علوم و صنایع غذایی

‮‭۱۳۹۲/۱۱/۲۵‬

تبریز

مطالعه روی مواد مناسب برای تولید یک بسته‌بندی خوب که علاوه بر ایمنی و خواص فیزیکی- مکانیکی خوب سازگار با محیط زیست نیز باشد، پژوهشگران را به‌سمت معرفی و تجاری‌سازی مواد جدید برپایه پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر سوق داده است .یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در طی سال‌های اخیر، ورود فناوری نانو در این عرصه می‌باشد .نانوکامپوزیت‌های پلیمر- رس خواص کاربردی مطلوب‌تری، نسبت به پلیمرهای خالص، از خود نشان می‌دهند که مهم‌ترین آن‌ها افزایش مقاومت مکانیکی، بازدارندگی در برابر گازها و مواد فرار، کاهش نفوذپذیری نسبت به بخار آب، افزایش مقاومت حرارتی، ایجاد شفافیت و بهبود خواص ظاهری، و درنتیجه افزایش کارایی در استفاده به‌عنوان بسته‌بندی، می‌باشد .در این تحقیق نانوکامپوزیت‌های پلی‌لاکتیک اسید/رس، برای استفاده در بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر با خواص مکانیکی، حرارتی و مهاجرتی مناسب، با استفاده از مقادیر ‮‭۱‬ ، ‮‭۳‬ و ‮‭۵‬از نانورس کلوزیت ‮‭۲۰A‬ تهیه شد .هم‌چنین از یک سازگارکننده به‌نام فوزاباند ‮‭E۲۶۵‬ نیز در سطح ‮‭۵‬ نانورس استفاده شد .ساختار، خواص مکانیکی- حرارتی و مهاجرت نانوکامپوزیت‌های حاصل بررسی شد .ابتدا کیفیت پخش نانورس در ماتریس پلیمری با استفاده از نتایج آزمون پراش اشعه ایکس بررسی شد .نتایج آزمون کشش نشان داد که حضور نانورس در ماتریس پلی‌لاکتیک‌اسید موجب بهبود خواص مکانیکی مانند استحکام کششی و مدول شده و درعین حال از انعطاف‌پذیری پلیمر می‌کاهد .بررسی خواص خواص حرارتی توسط گرماسنجی پویشی تفاضلی ‮‭(DSC)‬ نشان داد که دمای انتقال شیشه ای با افزایش مقدار نانورس افزایش یافته و دمای بلورینگی کاهش یافت ولی حضور نانورس تأثیری در دمای ذوب نداشت .دمای نرم شدن وایکات برای نانوکامپوزیت‌ها، نسبت به پلیمر خالص، افزایش نشان داده و در نانوکامپوزیت دارای ‮‭۵‬ نانورس به مقدار بیشینه خود رسید .نتایج آزمون وزن سنجی گرمایی ‮‭(TGA)‬ نشان داد که وارد کردن ذرات نانورس در ماتریس پلی‌لاکتیک‌اسید، علاوه‌بر افزایش دمای شروع تخریب، شیب کاهش وزن در دمای تخریب را نیز کاهش می‌دهد .در بالاترین مقدار نانورس، وزن باقی‌مانده افزایش قابل توجهی نشان داد .در مورد نمونه دارای سازگارکننده، علاوه بر افزایش انعطاف‌پذیری، تمامی خواص بهبود نشان داده و تنها نقطه نرم شدن وایکات، نسبت به نانوکامپوزیت دارای مقدار یکسان نانورس، کاهش نشان داد .هرچند مقدار آن هنوز بالاتر از مقدار مربوط به پلی‌لاکتیک‌اسید خالص بود .مهاجرت کلی نانوکامپوزیت‌ها با افزایش مقدار نانو کاهش یافته و در تمامی نمونه‌ها پایین‌تر از حد استاندارد بود

‮‭Study on the suitable material for packaging with good properties and according with standards is a serious challenge for human over the years. In addition to looking for health and strength issues, biodegradability of these products has led studies toward introduction and commercialization of new materials based on biodegradable polymers. One of the important progresses in recent decades is introduction of nanotechnology to the area. Polymer/clay nanocomposites have better applied properties compared with raw polymers. Improving mechanical strength, barrier properties against gases and volatiles, less permeability versus water vapor, improvement of thermal properties, and good appearance of finished product makes polymer nanocomposites a good choice for packaging applications. In our research, polylactic acid/clay nanocomposites with modified mechanical, thermal and migration properties were prepared using different amounts of Cloisite‬ض‍‮‭۲۰A (۱ , ۳ and ۵ ) for application in biodegradable packaging. Then properties of prepared nanocomposites were investigated to determine optimized nanoclay content. A nanocomposite containing Fusabond‬ ض‍‮‭sized particles improved mechanical properties such as tensile modulus and strength while decreased ductility of nanocomposite. Glass transition temperature of nancocomposites was increased by increasing nanoclay content while crystallinity temperature decreased. Presence of nanoclay did not affect melting temperature of raw polymer and nanocomposites. Overal migration of nanocomposites showed reduction with introduction and increasing of nanoclay content. However, results of migration test were lower than standard value in all samples. Vicat softening point for nanocomposites showed increase in respect of raw polymer and reached its maximum at sample containing maximum amount of nanoclay. It is understood from TGA results that introduction of nanoclay in polylactic acid matrix increased temperature of degradation onset and decreased slope of weight loss at degradation temperature. In the sample with highest level of nanoclay, residual mass showed significant increase. In the case of nanocomposite containing compatibilizer, all properties showed improvement compared with that of uncompatibilized sample with same nanoclay content. On the other hand, introduction of fusabond decreased vicat softening temperature. Although it is yet upper than raw polylactic acid. However, compatibilizer improved substantially ductility of nanocomposite- E۲۶۵, as compatibilizer, also was prepared to investigate effect of compatibilizer on mechanical, thermal and migration properties. At first, biodegradability of polylactic acid was confirmed with relevant test. Then, dispersion and intercalation of nanoclay in the polymer matrix was confirmed by XRD. Results showed that introduction of nano‬

چوبکی، سولماز

قنبرزاده، بابک، استاد ارهنما

احمدی، زاهد، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی