اثر نسبت ترکیبی کیتوسان-نانورس بنتونیت بر خواص مکانیکی، نفوذپذیری به بخار آب و ریزساختار فیلم نانو کامپوزیت

سال انتشار: 1397
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 464

فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_EJFPP-10-1_003

تاریخ نمایه سازی: 11 آبان 1398

چکیده مقاله:

سابقه و هدف: فیلم های برپایه بیوپلیمر کیتوسان با خواص زیست تخریب پذیری به عنوان منبع جایگزین پلاستیک مصنوعی بررسی شده اند. این نوع فیلم های پلی ساکاریدی، بعلت ماهیت هیدروفیلیک دارای خواص ممانعتی ضعیف به رطوبت و ویژگی-های مکانیکی ضعیفی می باشند که این موارد کاربرد آن ها را به عنوان فیلم های خوراکی محدود نموده است (1 و 2). از روش-های موثر در بهبود خواص فیزیکی، کاربردی و بازدارندگی فیلم های کیتوسان تهیه فیلم های هیبریدی بیوپلیمر با مواد نانویی است که بعنوان فیلم های نانو کامپوزیت شناخته می شود. تولید نانو کامپوزیت ها را می توان به عنوان یکی از نویدبخش ترین استراتژی ها در اصلاح خواص فیلم های پلیمری با منشا بیو لوژیک همانند خواص فیزیکی-مکانیکی و بازدارندگی نفوذ آب در نظر گرفت. در تحقیق حاضر اثر غلظت های مختلف نانو رس بنتونیت و کیتوسان بر نفوذ پذیری به بخار آب، خواص مکانیکی و مورفولوژی فیلم های قالبگیری شده نانو کامپوزیتی کیتوسان/نانورس مورد ارزیابی قرار گرفته است. مواد و روش ها: در این تحقیق، محلول بیوپلیمر کیتوسان با نسبت 2 و 3 درصد وزنی/حجمی محلول فیلم ساز و محلول نانو رس بنتونیت با نسبت 1 و 3 درصد(وزنی بر پایه کیتوسان) بطور جداگانه تهیه شد. برای تهیه نانو کامپوزیت، محلول تهیه شده کیتوسان به محلول نانو رس در دمای 55 درجه سانتی گراد اضافه گردید. فیلم ها به روش قالبگیری محلول نانوکامپوزیتی تهیه گردیدند. همچنین فیلم های شاهد از بیوپلیمر کیتوسان خالص در دو نسبت 2 و 3 درصد تهیه شد. میزان ممانعت به نفوذ بخارآب، استحکام کششی، درصد ازدیاد طول و ریز ساختار فیلم نانوکامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: بر اساس نتایج غلظت نانو رس تاثیر بسیار معنی داری) 01/0 (P <بر نفوذپذیری بخار آب و استحکام کششی فیلم های بیوپلیمر در دو غلظت یکسان کیتوسان نشان داد. با افزودن نانو رس بنتونیت به ماتریکس کیتوسان در غلظت 1 درصد، استحکام کششی فیلم ها به ترتیب در کامپوزیت کیتوسان 2 درصد - نانورس و کامپوزیت کیتوسان 3 درصد - نانورس به 66/0 و 35/0 مگاپاسکال افزایش و درصد کشیدگی فیلم ها حدود 8/8 و 47/6 درصد کاهش یافت. با افزایش بیشتر میزان نانو رس به 3 درصد، میزان نفوذپذیری به بخار آب و کشیدگی و به همراه آن میزان استحکام کششی فیلم های نانو کامپوزیت کاهش یافت. با استناد به میکروگراف های میکروسکوپ الکترونی روبشی، فیلم نانو کامپوزیت محتوی 1 درصد نانورس در مقایسه با فیلم شاهد در هر دو غلظت کیتوسان دارای ساختار غیر یکنواخت تری بوده و این ساختار با استحکام فیلم در بسته بندی و نگهداری مواد غذایی همبستگی مستقیم داشته است. با افزایش غلظت نانورس به 3 درصد، ساختار فیلم متخلخل تر شده که با نتایج کاهش استحکام مشاهده شده در کامپوزیت کیتوسان-نانورس3 درصد مطابقت دارد. استنتاج: می توان نتیجه گرفت که افزودن نانورس به بیو پلیمر کیتوسان، سبب اصلاح خواص مکانیکی، مورفولوژیکی و نفوذپذیری بخار آب فیلم های نانو کامپوزیت در مقایسه با فیلم های کیتو سان خالص می گردد. در مجموع در غلظت نانو رس 1 درصد، فیلم های نانو کامپوزیت بر پایه کیتوسان به لحاظ نفوذپذیری بخار آب، استحکام کششی، درصدکشیدگی و ریزساختار فیلم بهبود معنی داری در مقایسه با فیلم غیراصلاح شده کیتوسان نشان داده اند.

نویسندگان

سید جعفر هاشمی

ریاست دانشکده مهندسی زراعی

مارکوس نوس

استاد گروه علوم زیستی، دانشکده علوم بیولوژی کشاورزی، دانشگاه تسوکوبا، ژاپن

میتسوشی ناکاجیما

استاد گروه علوم زیستی، دانشکده علوم بیولوژی کشاورزی، دانشگاه تسوکوبا، ژاپن

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Nussinovitch, A. 2009. Ebnesajjad: ...
  • Handbook of Biopolymers and ...
  • Biodegradable Plastics. Adapted from a ...
  • chapter in: Kasapis, Modern Biopolymer ...
  • Science. Chapter 13, Biopolymer Films ...
  • and Composite Coatings. ...
  • http://dx.doi.org/10.1016/B978-1-4557- ...
  • Ribeiro, C., Vicente, A., Teixeira, A., ...
  • and Miranda, C. 2007. Optimization of ...
  • edible coating composition to retard ...
  • strawberry fruit senescence. Postharvest ...
  • Biology and Technology, 44: 63-70. ...
  • Jeon, J., Kamil, Y., and Shahidi, F. 2002. ...
  • Chitosan as an edible invisible film for ...
  • quality preservation of herring and ...
  • Atlantic cod. Journal of Agricultural and ...
  • Food Chemistry, 20: 5167-5178. ...
  • Bourtoom, T. 2008. Edible films and ...
  • coatings: characteristics and properties. ...
  • International Food Research Journal, 15: ...
  • Dutta, P.K., Tripathi, S., Mehrotra, G.K., ...
  • and Dutta, J. 2009. Perspectives for ...
  • chitosan based antimicrobial films in ...
  • food applications. Food Chemistry, 114: ...
  • Cha, D.S., and Chinnan, M.S. 2004. ...
  • Biopolymer-based antimicrobial ...
  • packaging: Review. Critical Reviews in ...
  • Food Science and Nutrition, 44: 223- ...
  • Tharanathan, R.N., and Kittur, F.S. 2003. ...
  • Chitin: The Undisputed Biomolecule of ...
  • Great Potential, Critical Reviews in ...
  • Food Science and Nutrition, 43: 61-87. ...
  • Vargas, M., Albors, A., Chiralt, A., and ...
  • González-Martínez, C. 2009. ...
  • Characterization of chitosan -oleic acid ...
  • composite films. Food Hydrocolloids, ...
  • Kumar, S., Jog, P., and Natarajan, U. ...
  • 3. Preparation and characterization ...
  • of polymethylmetacrylate clay ...
  • nanocomposites via melt intercalation: ...
  • The effect of organoclay on the structure ...
  • and thermal properties. Journal of ...
  • Applied Polymer Science, 89: 1186- ...
  • McGlashan, A., and Halley, P. 2003. ...
  • Preparation and characterization of ...
  • biodegradable starch-based ...
  • nanocomposite materials. Polymer ...
  • International, 52: 1767-1773. ...
  • Yixiang, X., Ren, X., and Milford ...
  • Hanna, A. 2006. Chitosan/clay nan ...
  • composite film preparation and ...
  • characterization. Journal of Applied ...
  • Polymer Science, 99: 1684–1691. ...
  • Alexandre, M. and Dubois, P. 2000. ...
  • Polymer-layered silicate nan ...
  • composites: preparation, properties and ...
  • uses of a new class of materials. ...
  • Materials Science and Engineering, ...
  • Uyama, H., Kuwabara, M., Tsujimoto, ...
  • T., Nakano, M., Usuki, A., and ...
  • Kobayashi, S. 2003. Green ...
  • Nanocomposites from Renewable ...
  • Resources: Plant Oil-Clay Hybrid ...
  • Materials, Chemistry of Material, 15: ...
  • Krochta, M., and Mulder-Johnson, C. ...
  • 7. Edible and biodegradable polymer ...
  • films: challenges and opportunities. ...
  • Food Technology, 51: 61-64. ...
  • Jin, M. and Zhong, Q. 2013. Surfacecoating montmorillonite nanoclay by ...
  • water-soluble proteins extracted from ...
  • hominy feed. Journal of Food ...
  • Engineering, 119: 687–695. ...
  • Steudel, A., Batenburg, F., Fischer, R., ...
  • Weidler, G., and Emmerich, K. 2009. ...
  • Alteration of non-swelling clay minerals ...
  • and magadiite by acid activation. ...
  • Applied Clay Science, 44: 95-104. ...
  • Wang, X., Du, Y., and Luo, J. 2008. ...
  • Biopolymer/montmorillonite ...
  • nanocomposite: preparation, drugcontrolled release property and ...
  • cytotoxicity. Nanotechnology, 19: ...
  • Sedighi, H., Irannajad, M., and ...
  • Gharabaghi, M. 2013. Silica impurities ...
  • removal on bentonite sample for ...
  • nanoclay production. Amirkabir Journal ...
  • of Science &amp; Research (AJSR - CEE), ...
  • Bhuvaneshwari, S., Sruthi, D., ...
  • Sivasubramanian, V., kalyani, N., and ...
  • Sugunabai, J. 2007. Development and ...
  • characterization of chitosan film. ...
  • International Journal of Engineering ...
  • Research and Applications, 1: 292-299. ...
  • Yang-Su, H., Sang-Hoon, L., Kyung, H., ...
  • and Park, I. 2010. Preparation and ...
  • characterization of chitosan-clay nanocomposites with antimicrobial activity, ...
  • Journal of Physics and Chemistry of ...
  • Solids, 71: 464–467. ...
  • Anonym 2. 2002. Standard test method ...
  • for tensile properties of thin plastic ...
  • sheeting. Designation: D882. In: ASTM ...
  • annual book of ASTM standards. Cdr ...
  • ed. Philadelphia: ASTM, 160–168. ...
  • Yoshino, T., Isobe, S., and Maekawa, T. ...
  • 2. Influence of Preparation ...
  • Conditions on the Physical Properties of ...
  • Zein Films. Journal of the American Oil ...
  • Chemists Society, 79: 345-349. ...
  • Hale, O., and Funda, T. 2010. ...
  • Preparation and barrier properties of ...
  • chitosan layered silicate nan composite ...
  • films. Macromol Symposium, 298: 91- ...
  • Medellin-Rodriguez, J., Burger, C., ...
  • Hsiao, S., Chu, B., Vaia, A., Phillips, S. ...
  • 1. Time-resolved shear behavior of ...
  • end-tethered nylon 6–clay nan ...
  • composites followed by non-isothermal ...
  • crystallization. Polymer, 42:15–23. ...
  • Cunningham, P., Ogale, A., Dawson, P., ...
  • and Acton, J. 2000. Tensile properties of ...
  • soy protein isolate films produced by a ...
  • thermal compaction technique. Journal ...
  • of Food Science, 65: 668-671. ...
  • Pinotti, A., García, M., Martino, M., and ...
  • Zaritzky, N. 2007. Study on ...
  • microstructure and physical properties ...
  • of composite films based on chitosan ...
  • and methylcellulose. Food ...
  • Hydrocolloids, 21: 66-72. ...
  • Abugoch, E., Tapia, C., Villamán, C., ...
  • Yazdani-Pedram, M., and Díaz-Dosque, ...
  • M. 2011. Characterization of quinoa ...
  • protein chitosan blends edible films. ...
  • Food Hydrocolloids, 25: 879-886. ...
  • نمایش کامل مراجع