تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر نانوکامپوزیتی

صنعت بسته بندی مواد غذایی بزرگ ترین مصرف کننده ی مواد پلاستیکی به شمار می رود. امروزه تقاضا برای بسته بندی های سبز و دوستدار طبیعت در جهان روز به روز در حال افزایش است. تاکنون تحقیقات بسیاری جهت استفاده از مواد طبیعی و تولید مواد بسته بندی تجدیدپذیر انجام شده و فناوری نانو نیز تا حدود زیادی به این تحقیقات وارد شده است. نشاسته به دلیل دارا بودن برخی معایب، نمی تواند به تنهایی فیلم مطلوبی ایجاد کند.

ازاین رو راهکارهای مختلفی جهت بهبود ویژگی های کاربردی نشاسته و افزایش قدرت رقابت با سایر پلیمرهای مورد استفاده در صنایع بسته بندی بررسی شده است. یکی از مهم ترین این راهکارها، افزودن نانوذرات به پلیمر نشاسته و ایجاد فیلم نانوکامپوزیتی است که در طرح حاضر مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از این پلاستیک های نانوکامپوزیتی علاوه بر کاهش آلودگی زیست محیطی، افزایش ماندگاری ماده غذایی بسته بندی شده و ممانعت از تخریب ترکیبات مغذی حساس به نور مرئی و فرابنفش را در پی خواهد داشت.

خاصیت آب دوستی شدید و مقاومت ضعیف نشاسته در برابر رطوبت، شکنندگی فیلم نشاسته در صورت عدم افزودن نرم کننده های مناسب سبب ایجاد محدودیت در استفاده از نشاسته برای تولید مواد بسته بندی به صورت صنعتی شده است. دی اکسید تیتانیوم ماده ای خنثی، غیرسمی و ارزان قیمت است که توانایی نابودی طیف وسیعی از میکروب ها را دارد. با افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به زمینه ی پلیمری نشاسته ماده بسته بندی قادر به حفاظت از محتویات خود در برابر فساد ناشی از میکرو ارگانیزم های بیماری زا، پرتوهای نور مرئی و فرابنفش و ترکیبات بدبو و آلرژی زا خواهد بود.

در طرح حاضر ابتدا نشاسته ژلاتینه و سپس نانوذرات دی اکسید تیتانیم به آن افزوده شده است و در ادامه نانوذرات در زمینه ی نشاسته پراکنده شده اند. در مرحله ی بعد فیلم نانوبیوکامپوزیتی با استفاده از روش قالب ریزی تولید و با استفاده از روش های میکروسکوپی و پراش پرتو ایکس مشخصه یابی شده اند. نهایتاً خواص کاربردی فیلم تولید شده از لحاظ نفوذپذیری نسبت به بخار آب، خواص کششی و مقاومت در برابر پارگی، بازدارندگی نور مرئی و فرابنفش و رنگ مورد ارزیابی قرار گرفته است.

نتایج نشان دهنده ی این مطلب بود که حضور 2 درصد نانوذرات دی اکسید تیتانیم درون فیلم، مقاومت به پارگی را 24 درصد افزایش و میزان عبور نور مرئی، فرابنفش و نفوذپذیری نسبت به بخار آب را به ترتیب 77، 100 و 34 درصد کاهش داده است.