توليد مواد بسته بندي زيست تخريب پذير بر پايه ي نشاسته-كفيران-نانو اكسيد روي: خواص فيزيكي و مكانيكي

Production of Biodegradable Packaging Material Based on Starch-kefiran-ZnO: Physical and Mechanical Characterization

در اين پژوهش، فيلم زيست تخريب پذير نشاسته-كفيران-اكسيد روي به روش قالب گيري ساخته شد. فيلم هاي توليد شده، حاوي (1%-3%-5%) از نانو ذرات اكسيد روي بودند كه توسط هموژنايزر اولتراسونيك به صورت يكنواخت در آمده و سپس به محلول نشاسته-كفيران افزوده شد. ويژگي هاي سطحي، ضخامت، محتواي رطوبت، نفوذ پذيري به بخار آب و خواص مكانيكي مورد بررسي قرار گرفت. در تصوير قطرات آب مشاهده شد كه زاويه تماس نمونه ي نشاسته-كفيران 89/67 درجه است. با افزايش مقدار نانو اكسيد روي تا 1% زاويه تماس به طور معناداري به 63/95 درجه افزايش پيدا كرد و اين به معناي بهبود خواص سطحي و آبگريزي تلقي مي گردد. نفوذپذيري به بخار آب براي فيلم نشاسته-كفيران (×10−10 g m-1s−1Pa−1) 12/3 بوده است، كه با افزايش غلظت اكسيد روي تا 3% به 03/2 (×10−10 g m-1s−1Pa−1 ) رسيد. نتايج آزمون مكانيكي نشان داد كه با افزايش مقدار نانوذره تا 3٪، استحكام كششي و مدول يانگ نمونه ها افزايش يافته و ازدياد طول در نقطه پاره شدن كاهش مي يابد. در نهايت مي توان گفت، نانوذرات اكسيد روي، برخي خواص فيلم نشاسته-كفيران را بهبود بخشيد.

In this study, biodegradable film based on starch-kefiran-ZnO was made by casting method. The produced films contain different content of nano ZnO (ZN) (1%, 3%, and 5% wt.). Also ZN dispersed by ultrasonic homogenizer and added to the starch-kefiran solution. Surface characteristics, thickness, moisture content, water vapor permeability and mechanical properties were investigated. In the images of water droplets, it was observed that the contact angle of starch-kefiran was 89.67 degrees. By increasing the amount of zinc oxide nanoparticles up to 1%, the contact angle increased significantly to 95.63 degrees, which means improving the surface properties and hydrophobicity. The water vapor permeability for starch-kefir film (×10−10 g m-1s−1Pa−1) was 3.12, which was increased to 2.03 (×10−10 g m-1s−1Pa−1) by increasing the concentration of zinc oxide up to 3%. Tensile strength and Young’s modulus of the specimens were increased by increasing ZN content up to 3%. On the other hand, elongation at break of the nanocomposites was decreased, simultaneously. It is obvious that, ZN was improved some of the packaging properties of the starch-kefiran film.