تهیه و آنالیز دینامیکی حرارتی نانوچندسازه‌های زئین، کیتوزان، نانوسلولز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

یکی از مشکلات صنعت پلاستیک انباشت زیاد مواد و پلیمرهای سنتزی در محیط زیست است که می تواند به عنوان آلاینده مدت زیادی در طبیعت باقی بماند. دراین تحقیق پلیمرهای طبیعی با تولید نیمه صنعتی جایگزین پلیمرهای سنتزی می شوند. ابتدا مستربچ زئین، نانوسلولز و کیتوزان به نسبت 3:2:5 تهیه شد. محلولی از کیتوزان و زئین تهیه گردید. سپس به سوسپانسیون نانوسلولز افزوده شد تا مخلوط سه جزئی چندسازه تهیه شود. پس از خشک کردن و آسیاب مستربچ با افزودن ماتریس زئین با 1 و 3 و 5 درصد نانوسلولز و 1/5 و 4/5 و 7/5 درصد کیتوزان در اکسترودر و پرس فیلم تهیه گردید. با آزمون ارزیابی دینامیکی حرارتیDMA / DMTA مدول ذخیره و اتلاف و ضریب اتلاف تیمارها بررسی شد. مشاهده گردید که با افزایش نانوسلولز و کیتوزان تا 3 و 4/5 درصد ویژگی های حرارتی بهتر شده است. دمای انتقال شیشه ای در این تیمار 88/3 درجه سانتی گراد بوده و در مقایسه با تیمارهای 1 و 5 درصد نانوسلولز و زئین خالص به ترتیب 85/6، 79/01 و 64/9 سانتی گراد بالاتر است. پیک ضریب اتلاف یا دمای انتقال شیشه ای چندسازه ها به توزیع و پراکندگی نانوسلولز و بر هم کنش بهتر نانوسلولز و کیتوزان و ماتریس زئین وابسته می باشد. دمای انتقال شیشه ای در بیشتر و کمتر از 3 درصد نانوسلولز کاهش یافت که ویژگی های حرارتی کمتر آن را نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Javadzadeh, Gh., 2010. Paper and paperboard packaging, 1 ed., Daneshpazir publications, Tehran, Iran, 285 pp. (In Persian).

[2] Siracusa, V., Rocculi, P., Romani, S. and Dalla Rosa, M., 2008. Biodegradable polymers for food packaging: a review. Trends in Food Science & Technology, 19(12): 634-643.

[3] Rhim, J.W., 2007. Natural biopolymer-based nanocomposite films for packaging applications. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 47(4): 411-433.

[4] Jonoobi. M., Rahamin, H. and rafieyan, F.,2015. Cellulose nanocrystal properties and their applications. Iranian Journal of wood and paper industries, 6(1):167-192. (In Persian).

[5] Gordon, W.S. and Kelly, D.U., 2013. Effect of multiple extrusion passes on zein. Polymer Degradation and Stability, 98(1):184-189.

[6] Mortazavian, S.A.M., Azizi, M.H. and Sohrabvandi, S., 2010. Edible films: indicators of quality and production methods. Journal of Food Science and Technology, 7(4), 117-107. (In Persian).

[7] Reddy, N. and Yang, Y., 2011. Novel green composites using zein as matrix and jute fibers as reinforcement. Biomass and Bio Energy, 35(1):3496–3503.

[8] Zhang, Y., Rempel, C. and Mclaren, D., 2014. Edible Coating and Film Materials: Carbohydrates. Innovations in Food Packaging (Second Edition). Elsevier: London, UK, pp. 305–323.

[9] Jonoobi, M., Oladi, R., Davoudpour, Y., Oksman, K., Dufresne, A., Hamzeh, Y. and Davoodi, R., 2015. Different preparation methods and properties of nanostructured cellulose from various natural resources and residues: a review. Cellulose, 22(2):935-969.

[10] Cheng, S.Y., B.J. Wang. and Weng, Y.M., 2015. Antioxidant and antimicrobial edible zein/chitosan composite films fabricated by incorporation of phenolic compounds and dicarboxylic acids. LWT - Food Science and Technology, 63(1), 115–121.