ارزیابی خصوصیات کاربردی فیلم‌های زیست‌نانوکامپوزیتی نشاسته حاوی مونت موریلونیت و تیتانیوم‌دی‌اکسید

Abstract

در این پژوهش برای بهبود ویژگی‌های کاربردی فیلم‌های بر پایه نشاسته سیب‌زمینی نرم‌شده (PS) از نانوذرات سدیم مونت‌موریلونیت (MMT) در دو غلظت 3 و 5 درصد و تیتانیوم‌دی‌اکسید (TiO2) در سه سطح 5/0، 1 و 2 درصد (وزنی/ وزنی نشاسته) به‌صورت توأم استفاده شد و ویژگی‌های ساختاری و فیزیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون پراش پرتو X، تغییر نحوه پخش لایه‌های MMT از ورقه‌ای کامل در فیلم دوجزئی 5MMT-PS به ورقه‌ای بین‌لایه‌ای در فیلم‌های سه‌جزئی 5MMT-TiO2-PS را تأیید نمود. نتایج آزمون مکانیکی نشان داد که افزایش غلظت TiO2 در فیلم‌های PS-3%MMT باعث کاهش کشش‌پذیری و افزایش استحکام کششی شده است، اما در فیلم‌های PS-5%MMT، هر دو ویژگی مکانیکی فیلم کاهش یافته است. با افزودن MMT و TiO2 مقدار انحلال‌پذیری در آب و جذب رطوبت به‌طور معنی‌داری کاهش یافته است. همچنین نفوذپذیری نسبت به بخار آب کاهش معنی‌داری را از g/m.h.Pa7-10×84/5 در فیلم دوجزئی PS-3%MMT به g/m.h.Pa7-10×04/3 در فیلم سه‌جزئی 3MMT-2TiO2-PS نشان داد. نتایج آزمون زاویه تماس قطره آب، یافته‌های آزمون‌های جذب رطوبت، حلالیت در آب و نفوذپذیری نسبت به بخار آب را تأیید نمود و نشان داد که افزودن TiO2 سبب افزایش آبگریزی سطحی فیلم‌های نشاسته‌ای حاوی نانورس شده است به‌طوری‌که با افزودن 2 درصد تیتانیوم‌دی‌اکسید به فیلم PS-3%MMT و PS-5%MMT زاویه تماس قطره آب پس از 60 ثانیه به ترتیب 4 و 15 درجه افزایش یافت. نتایج این تحقیق حاکی از آن بود که خواص عملکردی فیلم های نشاسته را می توان با افزودن توأم نانوذرات MMT و TiO2 بهبود بخشید.