تولید و بررسی نانوساختار و خواص فیزیکوشیمیایی فیلم زیست کامپوزیت نشاسته حاوی نانو ذرات TiO2

در این پژوهش، فیلم های نانوزیست کامپوزیت نشاسته سیب زمینی، حاوی نرم کننده گلیسرول و چهار سطح نانو ذره TiO2 ( 0، 0/5 ، 1 و 2% وزنی-وزنی نشاسته) به روش قالب ریزی تهیه شدند. بررسی ریزساختار فیلم های نانوزیست کامپوزیتی توسط آزمون های میکروسکوپ نیروی اتمی ( AFM ) و طیف سنجی فروسرخ ( FT-IR )، به ترتیب پخش یکنواخت نانو ذرات TiO2 در ماتریس نشاسته، ایجاد پیوندهای هیدروژنی و برهمکنش های الکترواستاتیک بین آن ها را نشان داد. از تصاویر AFM برای ارزیابی توپوگرافی و زبری سطح فیلم ها استفاده شد. فیلم نشاسته خالص نرم شده ( PS ) در ابعاد 10×10 μm دارای سطح صاف به ترتیب دارای حداقل متوسط زبری ( Ra ) و انحراف معیار پروفیل ارزیابی شده ( Rq ) برابر با 4/ 32 و 9/ 39 نانومتر بود، که افزودن TiO2 موجب افزایش متوسط زبری سطحی ( Ra ) و انحراف معیار پروفیل ارزیابی شده ( Rq ) به ترتیب به 100 و 122 نانومتر شد. گرماسنج پویشی تفاضلی ( DSC )، افزایش دمای ذوب و دمای انتقال شیشه ای و بهبود خواص حرارتی نانوزیست کامپوزیت در اثر افزودن TiO2 را تایید نمود. افزایش 1% نانو ذره TiO2 سبب افزایش دمای انتقال شیشه ای به میزان 11/5 °C و دمای ذوب به میزان 8/4 °C نسبت به فیلم نشاسته ای خالص نرم شده گردید. آزمون های رنگ سنجی و طیف سنجی UV-Vis ، برای مطالعه اثر حفاظتی فیلم های نانو کامپوزیتی PS-TiO2 در مقابل پرتو های نور UV و مریی مورد استفاده قرار گرفتند. روشنایی (*L)، سرخی-سبزی (* a) و زردی-آبی (* b) فیلم نشاسته خالص نرم شده به ترتیب 35 / 28 ، 08 / 0- و 29 / 0- بود و حضور 5/ 0 درصد TiO2 در ماتریس فیلم سبب افزایش معنی دار * L به 51 / 43 و کاهش * a و * b به ترتیب به 00 / 1- و - 9/ 80 گردید. با افزایش میزان نانو ذرات TiO2 از صفر به 2 درصد، اختلاف رنگ کلی و شاخص رنگ سفید به طور معنی داری به ترتیب 9/ 55 % و 6/ 53 % افزایش یافتند. متناسب با افزایش غلظت TiO2 ، میزان عبور پرتوهای نور مریی، فرابنفش نوع B ،A و C از فیلم به صورت تابع نمایی مرتبه اول کاهش یافتند.

کلیدواژه ها:

نشاسته ، TiO2 ، زیست تخریب پذیر ، خواص حرارتی و رنگ سنجی