تاثیر گلیسرول و نانوسلولز بر ویژگی های آبدوستی و مکانیکی کامپوزیت های ژلاتین- کربوکسی متیل سلولز

تلاش های گسترده ای جهت توسعه بسته بندی های بر پایه بیوپلیمرهای زیست تخریب پذیر و بهبود کارایی آنها صورت گرفته است. بیوپلیمرها که از منابع قابل تجدید کشاورزی حاصل می شوند جایگزینی مناسب برای پلاستیک های سنتزی به شمار می روند. اثر گلیسرول (%۶۰- ۲۰) به عنوان نرم کننده و نانوکریستال سلولز (%۳۰- ۰) به عنوان پرکن بر ویژگی های نانوکامپوزیت های ژلاتین- کربوکسی متیل سلولز مطالعه گردید. نانوسلولز مورد استفاده به روش هیدرولیز اسیدی تولید و توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از تولید نانوکامپوزیت ها به روش تبخیر حلال آزمون های نفوذپذیری نسبت به بخار آب، حلالیت در آب، جذب رطوبت، زاویه تماس، خواص رنگی و خواص مکانیکی انجام یافت. فیلم های تهیه شده زمانی که از نانوسلولز کمتری استفاده شد نفوذپذیری کمتری نسبت به بخار آب از خود نشان دادند (gm/m۲Pas۱۱-۱۰× ۶۲/۳ تا ۱۲-۱۰× ۲۳/۲) ولی غلظت های بالای نانوکریستال سلولز موجب افزایش نفوذپذیری نسبت به بخار آب می شود. با افزایش میزان گلیسرول به دلیل تشکیل پیوندهای جدید و از دسترس خارج شدن گروه های هیدروکسیل از مقادیر جذب رطوبت کاسته می شود البته در مقادیر پایین نانوکریستال سلولز وارد فضاهای خالی در ماتریکس فیلم شده و از حرکت آزادانه ملکول های آب ممانعت به عمل می آورد. همین طور نمونه های تولید شده مقادیر جذب رطوبت بالا داشتند و زاویه تماس متوسطی در حدود ۶۰ درجه از خود نشان دادند. در سطوح ثابت نانوکریستال سلولز با افزایش مقدار گلیسرول زاویه تماس کاهش یافته است چرا که گلیسرول به عنوان یک ترکیب چند الکلی از خاصیت آبدوستی زیادی برخوردار است. اثر متقابل نانوسلولز و گلیسرول بر این ویژگی معنی دار است. در تیمارهای با سطوح پایین گلیسرول ازدیاد طول در نقطه شکست به زیر ۵ درصد تقلیل یافته است. در خصوص استحکام کششی فیلم های حاصل از قدرت بالایی برخوردار هستند و حداکثر استحکام کششی ۳۷/۸۴ مگاپاسکال به دست آمد این مقدار در مورد تیماری است که از ۴۰ درصد گلیسرول بدون افزودن نانوسلولز تهیه شده بود به دست آمد افزودن نانوسلولز به مقدار ۴ درصد باعث کاهش جزئی در استحکام کششی می شود. رنگ نمونه ها مطلوب ارزیابی گردید. استفاده از گلیسرول به میزان ۶۰ درصد و نانوسلولز به مقدار ۴/۴ درصد سبب تولید فیلم با ویژگی های مطلوب می شود. به کارگیری ژلاتین و کربوکسی متیل سلولز باعث تولید فیلم هایی گردید که از نظر نفوذپذیری نسبت به بخار آب و نم شوندگی سطوح نسبت به فیلم های خالص دارای ویژگی های بهبود یافته ای هستند.

Keywords:

ژلاتین , کربوکسی متیل سلولز , نانوسلولز , خواص آبدوستی , خواص مکانیکی