عملكرد بسته بندي مواد غذايي بر پايه نانوكامپوزيت هاي پلي (لاكتيك اسيد)/رس طي هوازدگي طبيعي: مكانيسم ها و ويژگي ها

نانوكامپوزيت­های پلي­لاكتيك اسيد، به واسطه زيست تخريب پذيري كاربردهاي متعددّي در بسته­بندی مواد غذايی دارند. با اين وجود، كاربرد نانوكامپوزيت پلي­لاكتيك اسيد تا حدّي به دليل محدودّيت خصوصيات فيزيكي همچون پايداري حرارتي، ممانعت­كنندگي از گاز و شكننده­ بودن، محدود است. پراكنش نانو رس در ماتريكس پلي­لاكتيك اسيد می­تواند باعث بهبود قابل توجّهي در خصوصيات نانوكامپوزيت­هاي آن گردد. در اين مطالعه، مكانيسم­های درگير در هوازدگي طبيعی و اثر آن در تغيير خصوصيات نانوكامپوزيت­های پلي­لاكتيك اسيد طی دوره نگهداری بررسی شده است. تخريب شيميايي پليمر يك فرآيند بسيار مهم و برگشت ناپذير است كه عملكرد تمام مواد پلاستيكي را طي دوره بسته­بندی تحت تأثير قرار داده و در نهايت منجر به افت خصوصيات محافظت­كنندگی آن مي­گردد. هوازدگي طبيعي (يا هوازدگي در فضاي باز) به طور گسترده جهت ارزيابي دوام پليمرهای بسته­بندی مواد غذايی استفاده شده­اند. فرآيند تخريب نوري اكسيداتيو يا فتواكسيداسيون نانوكامپوزيت­های بسته­بندی به عوامل مختلفي بستگي دارند و مهم­ترين عامل آن، نور خورشيد است كه مسئول شروع يا آغازگر فرآيندهاي نوري در تخريب پليمرها می­باشد. ماهيت محصولات اصلي اكسيداسيون نانوكامپوزيت­های بسته­بندی به خوبي شناخته شده؛ اگرچه مكانيسم­هاي مؤثر در اكسيداسيون تا حدّي بحث برانگيز است. مطالعات نشان داد كه خصوصيات فيزيكوشيميايي و عملكردي نانوكامپوزيت­هاي پلی¬لاكتیك اسيد و رس PLA/Cloisite 30B، طي نگهداري تغيير مي­كند. همچنين، تركيبات با وزن مولكولي پايين در پليمر ايجاد شده و اين ميزان كاهش با افزايش ميزان رس، زیاد می­شود. شاخص بلورينگي طي دوره نگهداري افزايش مي­يابد. دماي انتقال شيشه­اي (Tg) كاهش يافت كه اين ميزان كاهش در مقادير بالاي رس، بيشتر بود. افت پاسخ مكانيكي در نتيجه تخريب نوري پليمر هم مشهود است. بر اين اساس، گزارش شد كه اغلب خصوصيات كششي فيلم­هاي پلی لاكتیك اسيد تحت تأثير تابش نور ماوراء بنفش است. حضور پر­كننده­های رس در ماتريكس نانوكامپوزيت­های پلي­لاكتيك اسيد می­تواند، علاوه بر بهبود خصوصيات فيزيكی فيلم­های حاصل (شكننده بودن، بازدارندگی به گازها و غيره)، فرآيند تخريب­پذيری آن­ها را هم به كمتر از شش ماه كاهش می­دهد كه مشكل عمده پليمرهای سنتزی در مبحث بسته­بندی مواد غذايی است.