اثر همزمان نانو روی و نانو نقره بر خواص فیزیکی و مکانیکی و آنتی باکتریالی ظروف فومی پلی استایرن با قابلیت جذب آب

فوم های پلیمری به دلیل سبکی، رسانایی حرارتی کم، جذب انرژی بالا و نسبت استحکام به وزن عالی در زمینه های مختلف از جمله صنایع بسته بندی و ظروف، فومی ابزار، ورزشی، عایق بندی، زیست پزشکی و صنعت خودرو کاربرد دارند. در این تحقیق با تولید ظروف فومی جاذب آب دارای خواص آنتی باکتریال برای بسته بندی گوشت خام مانند گوشت قرمز، مرغ و سایر فرآورده های پروتئینی تازه استفاده می شود. در فرآیند خرد کردن و قطعه بندی گوشت، مقداری مایع به نام خونابه از گوشت خارج می شود که اگر در بسته بندی باقی بماند به سرعت باعث رشد باکتری ها و فساد غذا می شود که با به کار بردن نانو روی و نانو نقره می توان از این امر جلوگیری نمود. اهداف فوم های پلیمری از دو فاز، فاز ماتریس پلیمری جامد و فاز گازی تشکیل شده اند. نانو مواد در فوم علاوه بر کاهش اندازه سلول ها و یکنواختی ابعادی سلول ها تاثیرات قابل توجهی بر خواص فوم می گذارد. در این تحقیق، با هدف افزودن خواص آنتی باکتریال به این نوع ظروف و بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی فوم پلی استایرن از نانو روی و نانو نقره استفاده شد. برای بررسی اثر همزمان نانو روی و نانو نقره ابتدا پلی استایرن معمولی با مقادیر مختلف نانو روی و نانو نقره تهیه گردید. نمونه ها با نسبت های مختلف مواد با استفاده از اکسترودر دو مارپیچ مخلوط و سپس با استفاده از دستگاه اکسترودر و ترموفرمینگ فوم پلی استایرن و ظروف فومی تولید شدند. آزمون های درصد جذب، آنتی باکتریال و سمیت، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، حرارت سنجی روبشی تفاضلی و کشش بر روی آنها انجام گرفت. سپس برای اولین بار با رسم منحنی های سه بعدی توسط نرم افزار طراحی آزمون اثر متقابل غلظت نانو روی، نانو نقره و مستربچ جاذب آب بر شاخص نیروی استحکامی، کشش و درصد جذب فوم پلی استایرن مورد بررسی قرار گرفت. پس از تولید نهایی ظروف فومی مورد نظر، آزمون های آنتی باکتریال، سمیت، میکروسکوپ الکترونی روبشی، گسیل میدانی و طیف سنجی اشعه ایکس پراکنده انرژی انجام و بررسی شدند. نتایج نشان داد غلظت های مختلف نانو روی و نانو نقره و مستربچ جاذب آب بر خواص فیزیکی و مکانیکی فوم پلی استایرن تاثیرگذار هستند؛ به طوریکه با افزایش نانو روی نیروی استحکامی افزایش و با افزایش نانو نقره کشش افزایش یافت. ترکیب ساختار فوم با افزودنی های آنتی باکتریال توانسته است فعالیت ضد باکتری برای اشرشیا کلی (۲.۲۹) و استافیلوکوکوس اورئوس (۲.۳۳) حاصل کند که طبق استاندارد ۲۲۱۹۶ ISO در رده بندی خوبی قرار می گیرد. نتایج آزمون سمیت درصد زنده مانی سلول ها (Viability Cell) پس از تماس با عصاره فوم بیش از ۷۰ درصد بود (۹۵-۹۶ درصد) که مطابق با حد استاندارد ۱۰۹۹۳-۵ ISO بوده و بیانگر عدم سمیت سلولی و سازگاری زیستی مناسب نمونه فومی است.

کلیدواژه ها:

پلی استایرن ، معمولی ، نانو روی ، نانو نقره ، اکستروژن ، فوم ، جاذب آب ، نرم افزار طراحی آزمون