بررسي تاثير نانورس (مونت موريلونيت) بر ويژگي هاي نفوذپذيري به بخار آب، زاويه تماس و خواص حرارتي فيلم نانوكامپوزيتي بر پايه كربوكسي متيل سلولز- پلي وينيل الكل

Effect of Nanoclay (Montmorillonite) on Water Vapour Permeability, Contact Angle and Thermal Properties of Carboxymethyl Cellulose-polyvinyl Alcohol Based Nanocomposite Films

ويژگي آب دوستي بالا، يكي از مهمترين مشكلات پلاستيك هاي بسته بندي بر پايه بيوپليمرهاست و تركيب آن ها با پليمرهاي سنتزي سازگار با آن ها و استفاده از نانوذراتي مانند نانورس به عنوان پركننده، روشهاي بهبود دهنده اي هستند كه در سال هاي اخير مورد توجه گسترده اي قرار گرفته اند. يكي از ارزان ترين بيوپليمرها كه كاربرد گسترده اي در صنعت دارد، كربوكسي متيل سلولز (CMC) است و پليمر سنتزي پلي وينيل الكل (PVA) به علت داشتن ماهيت قطبي، سازگاري خوبي با بيوپليمرها نشان مي دهد. در اين پژوهش فيلم نانوكامپوزيت كربوكسي متيل سلولز (CMC)- پلي وينيل الكل (PVA) حاوي مقادير 3 تا 10 درصد نانورس مونت موريلونيت (MMT) با استفاده از روش قالب گيري توليد شدند. بررسي ساختار فيلم هاي نانوكامپوزيت با استفاده از آزمون پراش اشعه X (XRD) حاكي از ساختار لايه لايه5 فيلم ها در تمام غلظت هاي نانورس بود. نانوكامپوزيت هاي حاوي 10% نانورس، 06/29 درصد كاهش در نفوذپذيري نسبت به بخار آب را نسبت به فيلم آلياژي نشان دادند. كمترين ويژگي آب دوستي سطحي در فيلم هاي حاوي 10 درصد نانوذره با زاويه تماس اوليه برابر با 1/65 درجه مشاهده شد. نتايج كالريمتري روبشي افتراقي (DSC) نيز افزايش Tg6 فيلم حاوي 3 درصد نانورس را در مقايسه با فيلم فاقد MMT نشان داد و در مقادير بيشتر نانوذره (5، 7 و 10 درصد) پديده انتقال شيشه اي در فيلم ها مشاهده نشد.

The high hydrophilic property of biopolymer based plastics is one of the most important defects of them. Blending biopolymers with compatible synthetic polymers and using nano particles such as nanoclay as nanofiller are improving methods that have been extensively considered in recent years. Carboxymethyl cellulose (CMC) is one of the lowest cost biopolymers that have enormous applications in different industries and polyvinyl alcohol (PVA) is a synthetic polymer which has a high compatibility with biopolymers. In this research, CMC-PVA nanocomposites containing 3-10% Montmorillonite (W/W CMC) were prepared by casting method. The X-ray diffraction (XRD) results indicated the formation of an exfoliated nanostructure in all MMT content samples. Nanocomposites containing 10% MMT exhibited 29.06% reduction in water vapor permeability (WVP) compared to the blend film without nanoclay. Samples with 10% MMT, showed the lowest surface hydrophilisity (contact angle = 65.1o). The differential scanning calorimetry (DSC) results indicate that by increasing of MMT contents, the glass transition disappeared gradually and no glass transition was observed in the thermograms of the films containing 5, 7 and 10% MMT.