مقايسه خواص كششي، نفوذپذيري و رنگي زيست نانوكامپوزيت هاي بر پايه نشاسته حاوي دو نوع پركننده: سديم مونت موريلونيت و نانوبلور سلولوز

Comparison of Tensile, Permeability and Color Properties of Starch-based Bionanocomposites Containing Two Types of Fillers: Sodium Montmorilonite and Cellulose Nanocrystal

در اين پژوهش، خواص كششي، نفوذپذيري، انحلال پذيري و رنگي فيلم هاي زيست نانوكامپوزيت نشاسته نرم شده- پلي وينيل الكل- مونت موريلونيت PVA-MMT)- PS) و نشاسته نرم شده- پلي وينيل الكل- نانوبلور سلولوز PVA-NCC)- PS) مقايسه شده است. نتايج آزمون كششي نشان مي دهد، افزودن MMT در سطح 7% باعث افزايش استحكام كششي نهايي از 2/4 بهMPa 61/4 مي شود، در حالي كه افزودن NCC در همان سطح، اثر معني داري بر اين استحكام ندارد. با افزودن MMT و NCC، مقدار كرنش تا شكست در فيلم هاي حاوي MMT و NCC به ترتيب كاهش و افزايش مي يابد. با افزودن MMT و NCC مقدار انحلال پذيري در آب به طور معني دار از 56/23% به 75/11% و 87/18% به ترتيب در فيلم هاي زيست نانوكامپوزيت PS-PVA حاوي MMT و NCC كاهش مي يابد. هم چنين، مقدار نفوذپذيري بخار آب به طور معني داري كاهش يافته و از g/m.h.Pa7-10× 41/7 براي فيلم شاهد به ترتيب به g/m.h.Pa7-10× 05/7 و g/m.h.Pa7-10× 19/6 براي فيلم هاي نشاسته-PVA حاوي NCC و MMT كاهش مي يابد. نتايج نشان مي دهد، اثر MMT بر خواص كششي و نفوذپذيري بيشتر از اثر NCC است. اين موضوع به تفاوت ساختار و خواص آب دوستي دونوع نانوذرات نسبت داده شده است. مقايسه خواص رنگي براي دو فيلم زيست نانوكامپوزيت نشان مي دهد، افزودن دو نانو ذرات با غلظت 7% اثري بر شفافيت فيلم PS-PVA ندارد، ولي زردي فيلم PS-PVA را افزايش مي دهد.

The objective of this research was to compare the tensile, permeability, solubility and color properties of plasticized starch-polyvinyl alcohol-Montmorillonite (PS-PVA-MMT) and plasticized starch-polyvinyl alcohol-cellulose nanocrystal (PS-PVA-NCC) bionanocomposite films. The results showed that adding MMT (7%), increased the ultimate tensile strenght from 4.2 MPa to 4.61 MPa, however, NCC (7%) did not show significant (p < 0.5) effect on the ultimate tensile strength. Addition of MMT decreased while NCC increased the strain-to-break of the films. The solubility in water decreased from 23.56% to 18.77% and 11.75% for the films containing NCC and MMT, respectively. Similarly, water vapor permeability value of 7.41 ×10-7 g/m.h.Pa was dropped to 7.05×10-7 g/m.h.Pa and 6.19×10-7 g/m.h.Pa in films containing NCC and MMT, respectively. The results showed that the effects of MMT on tensile and permeability were higher than NCC, which can be attributed to differences in the structure and hydrophilicity of two nanoparticles.