بررسي خواص فيزيكومكانيكي و رهايش پليمرهاي كامپوزيتي حاوي آنتي‌اكسيدان طبيعي كاتچين

Evaluation of physicomechanical and release properties composite polymers containing catechin natural antioxidant

كيتوزان پليمري طبيعي است كه به‌طور معمول از پوسته كيتيني سخت پوستان دريايي استخراج مي‌گردد و قابليت تشكيل فيلم را دارد. پلي‌وينيل الكل پليمري سنتزي و زيست تخريب‌پذير است كه مي‌تواند در اختلاط با پليمرهاي طبيعي جهت بهبود ويژگي‌هاي ساختاري مورد استفاده قرار گيرد. توليد نانوذرات كيتوزان به روش ژل شدن يوني صورت گرفت و نانوذرات با ميانگين اندازه 69/92 نانومتر و پتانسيل زتا 30/3+ ميلي‌ولت جهت كاربرد در فيلم تركيبي مورد استفاده قرار گرفتند. پس از اختلاط نسبت‌هاي مختلف پلي‌وينيل الكل با كيتوزان (1:3، 1:1 و 3:1)، محلول‌هاي حاصل با نسبت‌هاي مختلف نانوذرات (0، 2، 4، 6) ميلي‌ليتر ژل كيتوزان در 100 ميلي‌ليتر محلول فيلم مخلوط شدند و گليسرول به نسبت 25 درصد وزني / وزني پودر خشك فيلم اضافه شد و سپس در قالب ريخته شد و در دماي 40 درجه سانتي‌گراد در آون خشك شدند. نتايج نشان داد كه به‌طور كلي افزايش نسبت پلي‌وينيل الكل و كاربرد نانوذرات در ساختار پليمر سبب بهبود ويژگيهاي فيزيكومكانيكي فيلم‌ها گرديد. نتايج طيف‌ سنجي مادون قرمز تبديل فوريه نشان داد كه برخي برهمكنش‌ها بين شبكه پليمري و نانوذرات صورت گرفته است. نتايج گرماسنجي وزني نشان داد كه افزودن نانوذرات سبب افزايش جزئي پايداري حرارتي پليمر نسبت به نمونه شاهد بدون نانوذره شد. نتايج رهايش در محيط شبيه‌ساز مواد غذايي پرچرب و كم چرب نشان داد كه با افزايش نسبت پلي‌وينيل الكل سرعت رهايش كاهش يافت. همچنين افزايش نسبت نانوذره تا نسبت np4 سبب كاهش سرعت رهايش شد. هدف اين پژوهش تعيين نسبت بهينه دو پليمر و ميزان اختلاط نانوذرات كيتوزان حاوي آنتي‌اكسيدان طبيعي كاتچين جهت استفاده در بسته‌بندي مواد غذايي است.

Chitosan is a natural polymer that is typically extracted from the marine crustacean chitin shell and capable of film forming. Polyvinyl alcohol is a synthetic and biodegradable polymer that can be used in combination with natural polymers to improve structural properties. Chitosan nanoparticles were produced by ion gelation method and the nanoparticles with an average size of 69.92 nm and a zeta potential of + 30.3 mV were used for application in the composite films. After mixing different ratios of polyvinyl alcohol (P) with chitosan (C) (1: 3, 1: 1 and 3: 1), the resulting solutions with different ratios of nanoparticles (np) (0, 2, 4, 6) ml of chitosan gel In 100 ml of film forming solutions were mixed and glycerol was added to 25% w / w dry film powder and then poured into mold and dried in oven at 40 ° C. The results showed that increasing the ratio of polyvinyl alcohol and application of nanoparticles in polymer structure improved the physico-mechanical properties of the films. Fourier transform infrared spectroscopy results showed that some interactions have taken place between the polymer network and the nanoparticles. Thermogravimetric analysis results showed that the addition of nanoparticles slightly increased thermal stability of the polymers compared control samples without nanoparticles. Release results in the high-fat and low-fat food simulant showed that the release rate decreased with increasing polyvinyl alcohol ratio. Also, increasing the nanoparticle to np4 ratio decreased the release rate. The aim of this study was to determine the optimum ratio of two polymers and the amount of chitosan nanoparticles containing natural antioxidant catechin for use in food packaging