ويژگي هاي ريز ساختاري و فيزيكي (نفوذ پذيري، مكانيكي و حرارتي) فيلم هاي نانوكامپوزيتي بر پايه نشاسته/ پلي وينيل الكل/ نانو رس

The Microstructure and Physical properties (Permeability, Mechanical and Thermal Properties) of Starch/polyvinyl Alcohol/nanoclay Based Nanocomposite Films

فيلم هاي بر پايه نشاسته خالص داراي معايب متعددي ازجمله ويژگي هاي مكانيكي ضعيف و بازدارندگي كم در برابر رطوبت مي باشندكه استفاده از آن‌ها را در بسته بندي موادغذايي محدود مي سازد. در اين پژوهش، به‌‌ منظور بهبود ويژگي هاي فيلم نشاسته نرم شده1 (PS)، از پلي وينيل الكل(PVOH) به‌‌ عنوان يك پليمر سازگار با نشاسته و نانورس مونتموريلونيت2(MMT) به‌‌ عنوان يك نانو پر‌كننده استفاده شد و نانوكامپوزيتهاي نشاسته / پلي وينيل الكل / مونت موريلونيت (PS/PVOH/MMT) با مقاديرمختلف MMT (1،3، 5 و 7 درصد) توليد شد. نتايج آزمون پراش پرتو ايكس (XRD)3 نشان داد كه ساختار فيلم هاي بيونانوكامپوزيت از نوع ساختار با جدايش كامل4 (اكسفوليتد) بوده و تشكيل اين ساختار، پخش همگن دو فاز ماتريس و پركننده را در هم نشان مي دهد. نتايج آزمون گرماسنجي روبشي افتراقي5 ((DSC نشان دادكه افزودن MMT و افزايش غلظت آن، باعث افزايش دماي ذوب و دماي انتقال شيشه اي (Tg) فيلم هاي بر پايه نشاسته به‌‌ ترتيب از C°242 تا C°262 و از C°148تا C°188 مي شود. نتايج آزمون مكانيكي و بازدارندگي نشان داد كه افزودن PVOH و MMT باعث افزايش استحكام كششي نهايي (UTS) و كاهش نفوذپذيري نسبت به‌‌ بخار آب (WVP) و حلاليت فيلم هاي بر پايه نشاسته مي شود.

The starch based films have some disadvantages such as weak mechanical and poor water barrier properties that restrict their applications in food packaging. In the present research, the polyvinyl alcohol (POVH), as a compatible polymer, and montmorillonite (MMT) nanoclay, as a nanofiller, were added to plasticized starch film (PS) to improve its properties and also to produce PS-MMT-PVOH nanocomposits with different MMT content (3,5,7%). The results of X-ray diffraction (XRD) villustrated that the nanostructure of investigated starch based nanocomposites films has an exfoliated structure which can be attributed to the good dispersing of filler in polymer matrix. DSC results showed that with adding MMT and increasing its content from 0 to 7%, melting point and Tg increased from 242?C to 262?C and 148?C to 188?C. The results of tensile test showed that addition of PVOH and MMT increased the ultimate tensile strength (UTS) and decreased the water vapor permeability (WVP) of nanocomposite films.