تهيه و ارزيابي خصوصيات نانوكامپوزيت زيست تخريب پذير كيتوزان/ نانورس جهت كاربرد در بسته بندي مواد غذايي

Preparation and Characterization of Chitosan/clay Biodegradable Nanocomposite for Food Packaging Application

تحقيق حاضر به منظور بررسي اثر افزودن نانوذرات رس بر خواص فيزيكي و مكانيكي فيلم هاي زيست تخريب پذير كيتوزاني صورت پذيرفت. نانوكامپوزيت كيتوزان/ رس با افزودن نانوذرات مونت موريلونيت در سه سطح 1، 3 و 5 wt % به ماتريس پليمري كيتوزان به كمك روش همزدن حلالي تهيه گرديد. نحوه پراكنش نانوذرات در بستر پليمري، ويژگي هاي سطحي، نحوه تشكيل پيوند، خواص مكانيكي فيلم ها و نفوذ پذيري نسبت به بخار آب و درصد جذب رطوبت به ترتيب بوسيله آزمون پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف سنجي مادون قرمز و دستگاه آناليز خصوصيات مكانيكي مورد مطالعه قرار گرفت. با افزودن نانوذرات به ميزان 3% مقاومت كششي فيلم هاحدود20% افزايش و نفوذ پذيري به بخار آب حدود 45% كاهش پيدا كرد. همچنين افزودن نانوذرات تا سطح 3% موجب كاهش درصد جذب آب در نانوكامپوزيت ها به ميزان 64% گرديد. نتايج آزمون پراش پرتو ايكس و طيف سنجي مادون قرمز اثبات كردند كه بهبود ها ي حاصل شده در خواص فيلم ها در درجه اول بوسيله پراكنش يكنواخت نانوذرات و سپس از طريق واكنش نانوذرات با گروهاي هيدروكسيل و آميد زنجيره هاي كيتوزاني و ايجاد اتصلات عرضي مناسب در شبكه پليمري ايجاد شده است.

A bionanocomposite film was developed by nanoclay incorporation to chitosan films, using a solution casting method and the effects of nanoclay concentration (0.5, 1.0, and 3% w/w) on the physical and mechanical properties of the chitosan films were evaluated. Moreover, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, and fourier transform infrared spectra (FTIR) were used for studying microstructure and internal interaction of the chitosan-based films. It was found that the water vapor permeability and the water gain of the chitosan films decreased more than 45% with nanoclay incorporation up to 3%. Moreover nanoclay improved the tensile strength of the chitosan films about 20%. XRD and FTIR results confirmed that the improvements in the nanocomposite properties may be due to the exfoliation of the nanoparticles, good interaction between nanoclay and the functional groups of chitosan chains, and good cross links in polymeric matrix.