ساخت فیلم‌های نانوکامپوزیت آلیاژی بر پایه نشاسته/ژلاتین/رسی به روش ریخته‌گری و تحلیل ویژگی‌های آن‌ها با روش سطح پاسخ

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده نفت و مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

2 دانشکده نفت و مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

در این کار تحقیقاتی فیلم‌های نانوکامپوزیتی متشکل از نشاسته/ژلاتین/نانورس با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ (RSM) با کمک نرم‌افزار Design Expert 7.0 روش ریخته‌گری محولی ساخته شدند و خواص فیزیکی مکانیکی این فیلم‌ها مورد بررسی قرار گرفته شد. بدین منظور نسبت وزنی ژلاتین/نشاسته و درصد وزنی نانورس به عنوان متغیرهای مستقل و استحکام کششی، مدول کششی، درصد ازدیاد طول و زاویه تماس آب به عنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شدند و روابطه ریاضی حاکم بر این متغیرها توسط نرم‌افزار استخراج گردید. نتایج نشان داد که استحکام و مدول کششی با افزایش نانوذره و نیز کاهش سهم ژلاتین در نانوکامپوزیت، افزایش می‌یابند؛ در حالی که درصد ازدیاد طولی رفتار معکوس نشان می‌دهد. همچنین میزان آب‌گریزی سطح در حضور نانوذره و مقادیر کمتر ژلاتین افزایش می‌یابد. در ادامه بهینه‌سازی فرآیند تولید انجام پذیرفت و مقادیر نسبت وزنی ژلاتین/نشاسته و درصد نانوذره برای داشتن بهینه مقدار استحکام کششی و آب‌دوستی سطح توسط نرم‌افزار معرفی گردید. نانوکامپوزیت نهایی با مشخصات بهینه ساخته شدند و توسط آنالیزهای FTIR، SEM، XRD، زاویه تماس آب و زیست‌تخریب‌پذیری مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که لایه‌های رسی به خوبی درون بستر پلیمری متورم شده‌اند و ساختار میان‌افزوده (intercalated) و نیز توزیع خوب و مناسب نانوذره درون بستر پلیمری حاصل شده است. فیلم‌های نانوکامپوزیتی تخریب‌پذیری خوبی از خود نشان دادند به طوری‌که طی 6 هفته %40 کاهش وزن مشاهده شد. در نهایت می‌توان نتیجه گرفت فیلم‌های ساخته شده پتانسیل کاربرد در بسته بندی‌های زیست تخریب پذیر مواد غذایی را دارا می‌باشند.

کلیدواژه‌ها