در این پژوهش رفتار زیستتخریبپذیری نانوکامپوزیتهای پلیوینیلالکل- نانوکریستال سلولز موردمطالعه قرار گرفت. فیلمهای نانوکامپوزیتهای حاوی درصدهای مختلف نانوکریستالسلولز (3، 6، 9 و 12 درصد وزنی) توسط روش قالبریزی حلال تهیه شد. تأثیر نانوکریستالسلولز بر روی زیستتخریبپذیری نانوکامپوزیتهای موردمطالعه قرار گرفت. آزمونهای جذب آب و حلالیت در آب با غوطهوری نمونهها در آب مقطر انجام شد. ضریب انتشار و بیشینه جذب رطوبت از روی منحنیهای جذب تعیین شد. مشخص شد که رفتار جذب آب نمونهها از قانون فیک تبعیت میکند. بیشینه جذب آب و ضریب انتشار نمونهها با افزایش درصد نانوکریستالسلولز کاهش یافت؛ بااینوجود انحلالپذیری در آب افزایش نشان داد. زیستتخریبپذیری فیلمها با غوطهوری نمونهها در محلول آنزیمی سلولاز و دفن در خاک موردپژوهش قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن نانوکریستالسلولز موجب افزایش افت وزن نمونهها در محیط آنزیمی و کاهش آن در محیط خاک میشود. تخریب محدود نمونهها در محیط خاک به شکلگیری برهمکنشهای قوی با مواد جامد خاک که مانع دسترسی گروههای عاملی میشوند نسبت داده شد. نمونههای با درجه هیدرولیز پایین در هر دو محیط آنزیمی و خاک دچار تخریب شدید شدند، درحالیکه نمونههای با درجه هیدرولیز بالا تحت این شرایط در برابر زیستتخریبپذیری سرسختی نشان دادند.
In this research, biodegradation behaviors of cellulose nanocrystals-poly vinyl alcohol nanocomposites were investigated. Nanocomposite films with different filler loading levels (3, 6, 9 and 12% by wt) were developed by solvent casting method. The effect of cellulose nanocrystals on the biodegradation behaviors of nanocomposite films was studied. Water absorption and water solubility tests were performed by immersing specimens into distilled water. The characteristic parameter of diffusion coefficient and maximum moisture content were determined from the obtained water absorption curves. The water absorption behavior of the nanocomposites was found to follow a Fickian behavior. The maximum water absorption and diffusion coefficients were decreased by increasing the cellulose nanocrystals contents, however the water solubility decrease. The biodegradability of the films was investigated by immersing specimens into cellulase enzymatic solution as well as by burial in soil. The results showed that adding cellulose nanocrystals increase the weight loss of specimens in enzymatic solution but decrease it in soil media. The limited biodegradability of specimens in soil media attributed to development of strong interactions with solid substrates that inhibit the accessibility of functional groups. Specimens with the low degree of hydrolysis underwent extensive biodegradation in both enzymatic and soil media, whilst specimens with the high degree of hydrolysis showed recalcitrance to biodegradation under those conditions.