مطالعه تاثیر نانوذرات اکسید روی و نانوالیاف سلولز بر روی خصوصیات مورفولوژیکی، ساختاری، حرارتی، مکانیکی و بازدارندگی فیلم نانوکامپوزیت برپایه موسیلاژ دانه بارهنگ (Plantago major L.)

هدف از این پژوهش تولید فیلم نانوکامپوزیت برپایه موسیلاژ دانه بارهنگ بود. نانوذرات اکسید روی ZnO و نانوفیبر سلولز CNF هرکدام در دو غلظت ۴ و ۸ درصد به منظور تقویت خصوصیات مورفولوژیکی و ساختاری، حرارتی، بازدارندگی به بخار آب و خواص مکانیکی فیلم ها استفاده شد. براساس نتایج FTIR برقراری پیوندهای شیمیایی جدید بین نانوذرات و پلی ساکارید موسیلاژ تایید شد. آزمون XRD نشان داد که ZnO بیشتر از CNF ساختار نیمه بلورین فیلم بارهنگ را تحت تاثیر قرار می دهد. بررسی مورفولوژی فیلم با SEM سطح صاف فیلم شاهد را نشان داد اما با افزودن نانوذرات، زبری و ناهمگونی سطح بیشتر شد. آزمون TGA تقویت مقاومت حرارتی در اثر افزودن نانوذرات را اثبات کرد. اما تاثیر CNF در تقویت خصوصیات حرارتی بیشتر از ZnO بود. افزودن نانوذرات در غلظت ۴ درصد تاثیری بر روی ضخامت فیلم ها نداشت اما با افزایش غلظت ضخامت بیشتر شد. محتوای رطوبت و میزان جذب رطوبت فیلم ها با افزودن نانوتقویت کننده ها کاهش یافت. نفوذپذیری به بخار آب فیلم به غلظت نانومواد وابسته بود و در غلظت ۴ درصد کاهش معنی داری داشت اما در غلظت ۸ درصد به دلیل توده شدن و ماهیت آبدوست نانومواد مجددا بیشتر شد. زاویه تماس سطح فیلم ها با آب در اثر افزودن zNo بیشتر شد اما CNF باعث کاهش این زاویه شد. CNF در مقایسه با ZnO عملکرد بهتری روی خصوصیات مکانیکی داشت و بیشترین تاثیر را در افزایش استحکام کششی، مدول الاستیک و درصد ازدیاد طول نشان داد. بطور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که فیلم نانوکامپوزیت موسیلاژ دانه بارهنگ حاوی نانوتقویت کننده های آلی و معدنی از خواص فیزیکوشیمیایی مطلوبی برخوردار بوده و میتواند به عنوان یک گزینه مناسب در بسته بندی مواد غذایی بکار رود.

Keywords:

Nanocomposite film , Nanoreinforcement , Water vapor permeability , Mechanical strength , Morphology , Barhang seed mucilage , فیلم نانوکامپوزیت , نانوتقویت کننده , بازدارندگی به بخار آب , استحکام مکانیکی , مورفولوژی , موسیلاژ دانه بارهنگ