بهينه‌سازي خواص مكانيكي و نوري نانوكامپوزيت‌هاي بر پايه پلي‌وينيل الكل به‌منظور بسته‌بندي مواد غذايي

در اين پژوهش، براي بهبود ويژگي‌هاي فيلم‌هاي بر پايه پلي‌وينيل الكل (PVA) از دو نوع نانوذره دي اكسيد تيتانيوم (TiO2) (۱و۲ درصد وزني) و مونت موريلونيت (MMT) (۲و ۴ درصد وزني) به‌صورت توأم استفاده گرديد و سپس تأثير اين دو نانوذره بر خواص مكانيكي (مدول يانگ و مقاومت كششي)، ويژگي‌هاي رنگ (تفاوت رنگ‌سنجي كل و ضريب سفيدي) و ميزان عبور نور در فيلم‌ها توسط روش سطح پاسخ (RSM) مورد بررسي قرار گرفت. جهت تعيين مشخصات فيلم‌ها از تكنيك‌هاي مختلفي نظير پراش اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شد. الگوهاي پراش X نشان دادند كه نانوذرات به‌خوبي در ماتريس پليمر پخش شده‌اند و ريز ساختار فيلم‌هاي PVA/TiO2 و PVA/MMT از نوع لايه‌لايه مي‌باشد. همچنين ميكروگراف‌هاي SEM توزيع خوبي از نانوذرات را در غلظت كم نشان دادند در حالي كه در غلظت هاي بالا تجمع نانوذرات مشاهده شد. در اين پژوهش اثر خطي نانوذرات MMT و اثر متقابل TiO2 و MMT بر مقاومت كششي معني‌دار بود (0/05 P) در حالي كه اثر خطي، درجه دوم و اثر متقابل هر دو نانوذره بر مدول يانگ معني‌دار بود (0/01 P) و در حالت كلي مقادير بهينه TiO2 و MMT به‌ترتيب ۱% و ۴% براي خواص مكانيكي به‌دست آمد. همچنين وجود هردو نانوذره در ماتريس پليمر بر ميزان عبور نور از فيلم و ΔE مؤثر و معني‌دار بود (0/01 P). با بررسي سفيدي فيلم‌ها فيلم نانوكامپوزيتي با تركيب ۲% از TiO2 و ۴% از MMT از نظر ظاهري سفيدتر از ساير نمونه‌ها و در حقيقت كدرتر گزارش شد. با بررسي نتايج مختلف آزمايشگاهي و تحليل آن‌ها با روش سطح پاسخ نمونه بهينه از نظر خواص مكانيكي و فيزيكي نمونه‌اي با TiO2 ۵/۰% و MMT ۴%  پيشنهاد شد.