به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « نانوکامپوزیت » در نشریات گروه « صنایع غذایی »

تکرار جستجوی کلیدواژه «نانوکامپوزیت» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • مرضیه قمی مرزدشتی، یونس زاهدی*

    هدف از این مطالعه بهینه سازی و بهبود خواص بیوپلیمر بر پایه موسیلاژ دانه ریحان و کربوکسی متیل سلولز (100، 5/162 و 225 درصد وزنی موسیلاژ) با استفاده از نانو رس (صفر و 8 درصد وزنی موسیلاژ) و با بهره گیری از روش تولید قالب گیری بود. پس از تهیه  ضخامت، رطوبت، دانسیته، خواص مکانیکی، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و وزن سنجی حرارتی (TGA) در فیلم ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ضخامت و دانسیته فیلم خالص BSM بصورت معنی داری تحت تاثیر اضافه شدن CMC و MMT قرار نگرفتند (05/0<p) ولی مقدار رطوبت با افزایش غلظت CMC روند کاهشی به خود گرفت (05/0>p) در حالیکه حضور MMT روی این پارامتر بی تاثیر بود. استفاده از CMC و MMT باعث افزایش مقاومت به کشش نهایی و همچنین ازدیاد طول تا نقطه پارگی نانوکامپوزیتها شد بگونه ای که بیشترین مقاومت کششی و ازدیاد طول در نقطه پارگی به ترتیب به میزان 9/27 MPa و 41 % برای نانوکامپوزیت حاوی 8% MMT و 225% CMC حاصل شد. نتایج FTIR حاکی از این بود که فعل و انفعالات شیمیایی خاصی که منجر به تولید ترکیبات جدید شود اتفاق نیفتاده است و فقط شدت و ضعف پیک های جذبی تا حدی تغییر کرده و در مواردی نیز طول مو ج های پیک های جذبی بصورت جزیی تغییرمکان داده اند. نتایج TGA نشان داد افزودنCMC  و MMT سب بهبود مقاومت حرارتی فیلمها می شود. در مجموع، نتایج اندازه گیری ها حاکی از تاثیر مثبت CMC و MMT روی فیلم BSM بود و تیمار حاوی MMT و بیشینه غلظت CMC را می توان به عنوان فیلمی با ویژگیهای بهتر برای استفاده در بسته بندی توصیه نمود.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, زیست تخریب پذیری, بسته بندی مواد غذایی}
    Marzieh Qomi Marzdashti, Younes Zahedi*

    The aim of this study was optimization and improvement of the physic-chemical characteristics films based on basil seed mucilage (BSM) and carboxymethyl cellulose (CMC) (100, 162.5 and 225% w/w the mucilage) using montmorillonite (MMT) (0 and 8% w/w the mucilage) by casting method. The produced films properties were evaluated for thickness, moisture content, density, mechanical properties, Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR), and thermogravimetric analysis (TGA). Results indicated that thickness and density of the films were not significantly influenced by CMC and MMT addition (p>0.05), but the moisture content of nanocomposites decreased with increasing CMC content (p<0.05). Presence of CMC and MMT in the film matrix caused to enhancement of ultimate tensile strength (UTS) and elongation at break (EB) in nanocomposites; the maximum of UTS and EB with the values of 27.9 MPa and 41%, respectively, were obtained for the nanocomposite made by 225% CMC and 8% MMT. FTIR spectra revealed no new compounds resultant from the chemical interactions, and only some shifts were observed for some peaks, and also slightly weakening or intensifying in several peaks. TGA plots showed that incorporation of CMC and MMT led to improvement of thermal properties. In conclusion, simultaneous loading of nanoclay and CMC generated the improved nanocomposites, and the treatment loaded with both MMT and the maximum level of CMC (T7) is advised as the best film for employing in the food packaging.

    Keywords: Nanocomposite, Biodegradability, Food Packaging}
  • سویل محمدی، حامد اهری*، سیده شیما یوسفی

    شیمی سبز به دلیل مشارکت در سنتزهای غیرمعمول نانوذرات فلزی از عصاره های گیاهی، که دارای پتانسیل ضد میکروبی هستند، نقش مهمی دارد. بنابراین سنتز سبز نانوذرات از عصاره های گیاهی راهی مناسب جهت تولید نانو ذرات می باشد. بنابراین، هدف این پژوهش،  سنتز سبزنانو کامپوزیت Ag/AgCl/TiO2 با استفاده از عصاره آویشن شیرازی، ارزیابی اندازه و مورفولوژی نانو ذرات تولید شده بود. به این منظور ابتدا به سنتز و مشخصه یابی نانوکامپوزیت سه جزیی Ag/AgCl/TiO2 با استفاده از گیاه آویشن شیرازی به کمک تکنیکهای دستگاه های UV-Vis، XRD، TEM، FTIR پرداخته شد. سپس ویژگی نانوکامپوزیت ها بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین قطر هاله عدم رشد در تمامی باکتری های مورد بررسی در نانو کامپوزیت حاوی 50 درصد کلر و در نانو کامپوزیت حاوی 5 درصد (Ag/TiO2mol) مشاهده می شود. قطر هاله عدم رشد با افزایش غلظت از 5/0 به 3 درصد در  فیلم حاوی نانو ذرات TiO2/Ag/AgCl در تمام میکروارگانیسم های مورد بررسی افزایش یافت. همچنین تصاویر TEM بارگذاری یکنواخت نانوذرات Ag/AgCl را روی سطح TiO2 نشان داد. به طور کلی نتایج به دست آمده بیانگر این حقیقت است که عصاره آویشن در کنار نانوکامپوزیت های نقره و تیتانیوم دی اکسید، پتانسیل بالایی در تولید نانوذرات با خلوص بالا و در اندازه های نانومتری و با ویژگی های ضدمیکروبی و کاربرد در صنایع غذایی به عنوان پوشش و فیلم دارد.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, نانوذرات نقره, تیتانیوم دی اکسید, آویشن}
    Sevil Mohammadi, Hamed Ahari*, Shima Yousefi

    Green synthesis plays an important role because of its involvement in unusual syntheses of metal nanoparticles from plant extracts, which have antimicrobial potential. Therefore, green synthesis of nanoparticles from plant extracts is a suitable way to produce nanoparticles. Therefore, the aim of this research was to synthesize Ag/AgCl /TiO2 three-component nanocomposite using Zataria Multiflora plant and evaluate the size and morphology of the produced nanoparticles. For this purpose, synthesis, and characterization of Ag/AgCl/TiO2, a three-component nanocomposite was done using Zataria Multiflora plant extract using UV-Vis, XRD, TEM, and FTIR techniques. Then, the characteristics of nanocomposites were investigated. The results showed that the largest diameter of the non-growth halo was observed in all studied bacteria in the nanocomposite containing 50% color and in the nanocomposite containing 5% (Ag/TiO2mol). The diameter of the non-growth halo increased from 0.5% to 3% in the film containing TiO2/Ag/AgCl nanoparticles in all investigated microorganisms. Also, TEM images showed the uniform loading of Ag/AgCl nanoparticles on the TiO2 surface. Overall, the obtained results showed that Zataria Multiflora plant extract, along with silver and titanium dioxide nanocomposites, has a high potential in producing nanoparticles with high purity, in nanometer sizes, with antimicrobial properties, which has properties in the food industry as a coating and film.

    Keywords: Nanocomposite, Silver nanoparticles, Titanium dioxide, Thyme}
  • معصومه یوسفی، مهسا تبری*، حمید توکلی پور، سیروس بیدریغ

    در این بررسی اثر نانو ذرات روی اکسید در سه سطح 1، 3 و 5 درصد به نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید و کیتوزان افزوده شد و نتایج ارزیابی SEM (میکروسکوپ الکترونیکی) آن مورد ارزیابی قرار گرفت و نشان داد فیلم های حاوی پلی لاکتیک اسید و کیتوزان دارای ساختار نامنظم و فشرده و با افزودن نانوذرات روی اکسید ساختار منظم و منسجم بود که نتایج این پژوهش نشان داد نفوذپذیری بخار آب (WVP) فیلم و روکش نانوکامپوزیت در فیلم های دارای نانو ذرات روی اکسید در سطح 3 درصد سبب افزایش نانو ذرات روی اکسید و نفوذ پذیری به بخار آب اثر معنی داری را نشان داد (05/0>P). نتایج حاصل از دستگاه بافت سنجی نشان داد با افزایش غلظت نانو ذرات استحکام کششی فیلم و روکش نانوکامپوزیت به طور معنی داری کمتر از تیمار شاهد بود (05/0>P). همچنین تغییرات زیاد طول تا نقطه شکست از نقطه نظر آماری اختلاف معنی داری را نشان نداد. نتایج سفتی بافت این پژوهش نیز بیانگر آن بود که طی زمان نگهداری 15 روزه تیمار مورد آزمون دارای بیشترین میزان سفتی است. نتایج تاثیر فیلم و روکش نانوکامپوزیت بر پایه پلی لاکتیک اسید و کیتوزان حاوی نانوذرات روی اکسید بر خصوصیات میکروبی بیانگر آن بود که طی زمان ماندگاری نان غله حاوی پلیمر پلی لاکتیک اسید و کیتوزان اثر مهارکنندگی بر رشد قارچ دارد که با افزایش نانو ذرات روی اکسید به طور معنی داری افزایش می یابد. همچنین نشان داد ماندگاری نان تست هفت غله برش داده شده حاوی متغییرهای مذکور در سطح 5 درصد در مقایسه با تیمار شاهد بیشتر بود.

    کلید واژگان: پلی لاکتیک اسید, روی اکسید, کیتوزان, نان هفت غله, نانوذرات, نانوکامپوزیت}
    Masoumeh Yousefi, Mahsa Tabari*, Hamid Tavakolipour, Sirous Bidarigh

    In this study, the effect of nanoparticles on oxide at three levels of 1, 3 and 5% was added to polylactic acid and chitosan nanocomposites and the results of its SEM (electron microscope) evaluation were evaluated and showed films containing polylactic acid and chitosan. It had an irregular and compact structure and with the addition of nanoparticles on oxide, it had a regular and cohesive structure. And water vapor permeability showed a significant effect (P <0.05). The results of histometry showed that with increasing the concentration of nanoparticles, the tensile strength of the film and the nanocomposite coating was significantly lower than the control treatment (P <0.05). Also, large changes in length to break point did not show a statistically significant difference. The results of tissue stiffness of this study also showed that during the 15-day storage time, the test treatment had the highest amount of stiffness. The effect of film and coating of nanocomposites based on polylactic acid and chitosan containing nanoparticles on zinc oxide on microbial properties indicated that during the shelf life of bread containing polylactic acid and chitosan dimers has an inhibitory effect on fungal growth by increasing nanoparticles on zinc oxide. Increases significantly. It also showed that the shelf life of seven sliced ​​toast containing the mentioned variables was higher at 5% level compared to the control treatment.

    Keywords: Polylactic acid, zinc oxide, chitosan, seven grain breads, nanoparticles, nanocomposites}
  • عارف عرفانی، میر خلیل پیروزی فرد، سجاد پیرسا*

    در این مطالعه فیلم زیست تخریب پذیر از پلی وینیل الکل تهیه گردید. از نانوذرات کلرید نقره و پودر جلبک اسپیرولینا برای اصلاح ساختار فیزیکوشیمیایی و ایجاد خواص آنتی اکسیدانی و فوتوکاتالیتیکی در فیلم استفاده شد. مورفولوژی سطحی فیلم مورد بررسی قرار گرفت. فیلم پلی وینیل الکل و کامپوزیت های آن برای بسته بندی روغن زیتون بکر استفاده شد. از طرح آماری دی-اوپتیمال برای بررسی تاثیر نوع بسته بندی و زمان نگه داری بر روی ویژگی های شیمیایی، رنگی و حسی روغن استفاده شد. ویژگی های شیمیایی (اسیدیته، عدد پرکسید، ضریب شکست و فنل کل)، ویژگی های حسی و رنگی مورد بررسی قرار گرفت. از روش سطح پاسخ برای بررسی تاثیر متغیرهای مستقل بر روی روغن و نیز مدل های ریاضی ایجاد شده استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد، در فیلم پلی وینیل الکل اصلاح شده با ذرات کلرید نقره و پلی وینیل الکل اصلاح شده با ذرات کلرید نقره و اسپیرولینا، وجود این ذرات در سطح فیلم کاملا مشهود بود. نتایج آنالیز شیمیایی، حسی و رنگی روغن نشان داد با افزایش زمان نگه داری روغن در همه بسته بندی ها، کیفیت شیمیایی، حسی و رنگی روغن کاهش پیدا کرد. عددپراکسید به عنوان مهمترین شاخص کیفیت روغن ها در بسته بندی معمولی در طول 30 روز نگه داری از 1 تا 7 (mEq O2/Kg oil) افزایش یافت در حالیکه در روغن بسته بندی شده با پلی وینیل الکل اصلاح شده با کلرید نقره و جلبک اسپیرولینا این افزایش از 1 تا 2 (mEq O2/Kg oil) بوده است. در حالت کلی روغن های بسته بندی شده با پلی وینیل الکل اصلاح شده با کلرید نقره و جلبک اسپیرولینا کمترین تغییرات کیفی را نسبت به بسته بندی معمولی نشان دادند که نشان دهنده قابلیت این فیلم ها در کنترل کیفیت و افزایش ماندگاری روغن زیتون بکر می باشد.

    کلید واژگان: روغن زیتون, بسته بندی فعال, فیلم آنتی اکسیدان, نانوکامپوزیت}
    Aref Erfani, Mir Khalil Pirouzifard, Sajad Pirsa*

    In this study, biodegradable film was prepared from polyvinyl alcohol. Silver chloride nanoparticles and spirulina algae powder were used to modify the physicochemical structure and create antioxidant activity in the film. The surface morphology of the film was investigated. Polyvinyl alcohol film and its composites were used for packaging virgin olive oil. D-optimal design was used to investigate the effect of packaging type and storage time on the chemical, color and sensory characteristics of the oil. Chemical characteristics (acidity, peroxide value, refractive index and total phenol), sensory and color characteristics were investigated. The response surface method was used to investigate the effect of independent variables on the oil as well as the created mathematical models. The obtained results showed that in polyvinyl alcohol film modified with silver chloride particles and polyvinyl alcohol modified with silver chloride and spirulina particles, the presence of these particles on the surface of the film was completely evident. The results of the chemical, sensory and color analysis of the oil showed that the chemical, sensory and color quality of the oil decreased with the increase in the storage time of the oil in all packages. Peroxide value as the most important indicator of the quality of oils in normal packaging increased from 1 to 7 (mEq O2/Kg oil) during 30 days of storage, while in oil packaged with polyvinyl alcohol modified with silver chloride and spirulina algae, this increase was from 1 to 2 (mEq O2/Kg oil). In general, oils packaged with polyvinyl alcohol modified with silver chloride and spirulina algae showed the least quality changes compared to normal packaging, which indicates the ability of these films to control the quality and increase the shelf life of virgin olive oil.

    Keywords: Olive oil, Active packaging, Antioxidant film, Nanocomposite}
  • ایرج کریمی ثانی، محمد علیزاده*

    در این پژوهش تاثیر نمونه های فیلم بهینه انتخاب شده بر پایه پکتین سیب و پروتیین ماش حاوی میکروانکپسولاسیون عصاره هل، نانوذرات اکسید سریوم و کربن کوانتوم دات بر بسته بندی پنیر فراپالایش مورد مطالعه قرار گرفتند و ویژگی های فیزیکوشیمیایی پنیر شامل اسیدیته، pH، نمک، محتوای رطوبتی، لیپولیز، پروتیولیز، چربی و ارزیابی حسی در طول زمان (0- 60 روز) و فیلم های بهینه طبق طرح I-Optimal بررسی شدند. بر اساس نتایج حاصل شده تاثیر فیلم های بهینه مختلف انتخاب شده بر بسته بندی پنیر غیرمعنادار بود؛ در حالیکه گذشت زمان تاثیر معناداری بر ویژگی های مورد ارزیابی داشت. مطابق نتایج با گذشت زمان، میزان pH، رطوبت، پروتیولیز، چربی و پذیرش کلی نمونه های پنیر فراپالایش بسته بندی شده به طور معناداری کاهش یافت. به علاوه تاثیر بسته بندی فیلم های بهینه بر پنیر فراپالایش سبب افزایش اسیدیته، نمک و لیپولیز گردید. نتایج حاصل از ارزیابی حسی نشان داد که امتیاز ارزیابان با گذشت زمان بر میزان مقبولیت نمونه های پنیر به طور معناداری کاهش یافت. به طور کلی، فیلم های نانوکامپوزیتی بر پایه پکتین و پروتیین ماش با نانوذرات اکسید سریوم و کربن کوانتوم دات و میکروانکپسولاسیون عصاره هل می توانند در بسته بندی پنیر فراپالایش مورد استفاده قرار گیرند.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, پنیر فراپالایش, فیلم خوراکی, میکروانکپسولاسیون}
    Iraj Karimi Sani, Mohammad Alizadeh*

    In this study, the effect of selected optimal film samples based on apple pectin and mung bean protein containing microencapsulation of cardamom extract, cerium oxide nanoparticles and quantum dot nanoparticles on the packaging of refined cheese was studied and physicochemical properties of cheese including acidity, pH, salt content, moisture content Lipolysis, proteolysis, fat and sensory evaluation were evaluated over time (0-60 days) and optimal film according to I-Optimal design. Based on the results, the effect of different optimally selected films on cheese packaging was non-significant; while the passage of time had a significant effect on the evaluated characteristics. According to the results, over time, the pH, moisture, proteolysis, fat and overall acceptance of samples of packaged ultra-refined cheese decreased significantly. In addition, the effect of optimal film packaging on ultra-refined cheese increased acidity, salt and lipolysis. The results of sensory evaluation showed that the evaluators' score on the acceptance of cheese samples decreased significantly over time. In general, nanocomposite films based on pectin and mung bean protein with cerium oxide and carbon quantum dot nanoparticles and microencapsulation of cardamom extract can be used in the packaging of refined cheese.

    Keywords: Nanocomposite, Ultrafiltered cheese, Edible film, Microencapsulation}
  • آرمین آذری، امیرعلی انوار*، حامد اهری، انوشه شریفان، عباسعلی مطلبی

    مهم ترین کاربرد فناوری نانو در صنایع مواد غذایی، تولید بسته بندی فعال با خاصیت ضد میکروبی، بسته بندی با خواص مکانیکی ویژه از نظر تبادل گاز و حرارت و نانوسنسورها در بسته بندی هوشمند است. این مطالعه بر آن بوده است تا به مطالعه اثر ضدمیکروبی نانوکامپوزیت های نقره و مس تولید شده به روش اکستروژن بر باکتری های اشرشیا کلی و استافیلوکوکوس اوریوس بپردازد. به طوری که نانوکامپوزیت های محتوی نانو ذرات نقره و مس در درصدهای 1، 3، 5 و 7 درصد با روش اکستروژن تولید شدند و تحت آنالیزهای نانومتریک (SEM, TEM, XRD, EDS) قرار گرفتند. سپس آزمون ضد میکروبی نانوکامپوزیت ها با روش انتشار از دیسک برای اندازه گیری هاله عدم رشد در محیط کشت با سویه های تجاری باکتری استافیلوکوکوس اوریوس و اشریشیاکلی انجام شد. داده ها نشان داد که سایز نانوذرات مس و نقره در محدوده ی 20 تا 50 نانومتر قرار داشت و پراکندگی نانوذرات در سطح نانوکامپوزیت ها به صورت یکنواخت بود و خلوص بالایی داشتند. آزمون ضد میکروبی نانوکامپوزیت ها نشان داد که با افزایش درصد نانوذرات میزان قطر هاله ممانعت از رشد نانوکامپوزیت ها به طور معنی داری افزایش یافت و میزان ممانعت از رشد نانوذرات نقره نسبت به مس بیشتر بود (05/0≤p). باکتری استافیلوکوکوس اوریوس  در مقایسه با  اشرشیاکلی حساسیت بیشتری به نانوذرات مس و نقره نشان داد (05/0≤p). نتایج تحقیق حاضر نشان داد که نانوکامپوزیت های نقره و مس با خاصیت ضد میکروبی بالا می توانند جهت بسته بندی فعال با خاصیت ضد میکروبی در صنایع بسته بندی بهداشتی و مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرند.

    کلید واژگان: اکستروژن, خاصیت ضد میکروبی, نانوکامپوزیت, نانوذرات مس, نانوذرات نقره}
    Armin Azari, Amirali Amiralianvar*, Hamed Ahari, Anousheh Sharifan, Abbasali Motallebi

    The most important application of nanotechnology in the food industry is the production of active packaging with antimicrobial properties, packaging with special mechanical properties in terms of gas and heat exchange and nanosensors in intelligent packaging. The aim of this study was to investigate the antimicrobial effect of silver and copper nanocomposites on Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Nanocomposites containing silver and copper nanoparticles in 1, 3, 5 and 7% percentages were produced by extrusion method and were subjected to nanometric analysis. Then, the antimicrobial test of nanocomposites was performed on commercial strains of Staphylococcus aureus and Escherichia coli by measuring the inhibition of growth in the culture medium.  The data showed that the size of copper and silver nanoparticles was in the range of 20 to 50 nm and the dispersion of nanoparticles on the surface of nanocomposites was uniform with high purity. Antimicrobial test of nanocomposites showed that with increasing the percentage of nanoparticles, the diameter of the growth inhibition of nanocomposites increased significantly and the rate of inhibition of growth of silver nanoparticles was higher than copper (p≤0.05).  Staphylococcus aureus was more sensitive to copper and silver nanoparticles than Escherichia coli (p≤0.05). The results of the present study showed that silver and copper nanocomposites with high antimicrobial properties can be used for food packaging.

    Keywords: Antimicrobial properties, Extrusion, Nanocomposite, Silver, Copper nanoparticles}
  • پریسا عبدالستاری، محمود رضازاد باری*، سجاد پیرسا

    با توجه به اینکه کاربرد فیلم های زیست تخریب پذیر سبب کمک به حفاظت از محیط زیست می شود لذا در این مطالعه ویژگی های فیزیکی، مکانیکی، آنتی اکسیدانی و حرارتی فیلم پلی لاکتیک اسید حاوی پلی پیرول، پلی آنیلین و اکسیدمس بررسی شد. نتایج نشان داد که در اثر افزودن نانوذرات اکسیدمس ضخامت فیلم ها افزایش و میزان نفوپذیری به بخار آب آن ها کاهش معنی داری داشت. حلالیت فیلم ها نیز با افزایش میزان نانوذرات اکسیدمس افزوده شده، کاهش معنی داری نشان داد(05/0p<). فیلم های حاصله در اثر افزودن پلی آنیلین و پلی پیرول انعطاف پذیری کمتری را از خود نشان دادند در حالی که مقاومت آن ها به شکست افزایش نسبی نشان داد. فعالیت آنتی اکسیدانی فیلم های پلی لاکتیک اسید حاوی پلی پیرول/ اکسید مس و پلی آنیلین/اکسیدمس افزایش معنی داری نسبت به پلی لاکتیک اسیدخالص نشان داد. فیلم پلی لاکتیک اسید خالص هیچ فعالیت هدایت الکتریکی نشان نداد در صورتی که افزودن پلی پیرول و پلی آنیلین سبب افزایش هدایت الکتریکی فیلم ها شد نانوذرات اکسید مس نیز اثر معنی داری بر میزان هدایت الکتریکی نداشت. این فیلم ها به علت قابلیت رسانایی و ویژگی های مناسب حرارتی، مکانیکی و نفوذپذیری نسبت به بخار آب قابلیت استفاده به عنوان حسگرهای زیستی در بسته بندی مواد غذایی را دارند.

    کلید واژگان: فیلم زیست تخریب پذیر, فیلم رسانا, نانوکامپوزیت, اکسیدمس, پلی پیرول, پلی آنیلین}
    Parisa Abdolsattari, Mahmoud Rezazadeh Bari*, Sajad Pirsa

    Due to the fact that the use of biodegradable films helps to protect the environment, in this study, the physical, mechanical, antioxidant and thermal properties of polylactic acid films containing polypyrrole, ‌ polyaniline and copper oxide were investigated. The results showed that due to the addition of oxidant nanoparticles, the thickness of the films increased and their water vapor permeability decreased significantly. The solubility of the films also decreased significantly with increasing the amount of copper oxide nanoparticles. The resulting films showed less flexibility due to the addition of polyaniline and polypyrrole, while their resistance to failure showed a relative increase. Antioxidant activity of polylactic acid films containing polypyrrole / CuO and polyaniline / CuO showed a significant increase compared to pure polylactic acid (p<0.05). Pure polylactic acid film did not show any electrical conductivity, If the addition of polypyrrole and polyaniline increased the electrical conductivity of the films, the copper oxide nanoparticles also had no significant effect on the electrical conductivity. These films can be used as biosensors in food packaging due to their conductivity and suitable thermal, mechanical and water vapor permeability properties.

    Keywords: Biodegradable film, Conductive film, Nanocomposite, Copper oxide, Polypyrrole, Polyaniline}
  • نیلوفر صفری ثانی، علی معتمدزادگان*، جمشید فرمانی، جعفر محمدزاده میلانی

    فیلم های برپایه کیتوزان خالص دارای معایب متعددی ازجمله ویژگی های مکانیکی ضعیف و بازدارندگی کم در برابر رطوبت هستند که موجب محدودیت استفاده از آنها در بسته بندی های مواد غذایی می شود. در این پژوهش، به منظور بهبود ویژگی های این فیلم از نانوپرکننده هایی نظیر نانورس (M) و نانونقره (Ag) و همچنین اعمال جریان الکتریکی در طی خشک شدن فیلم ها بهره گرفته شد. فیلم های نانوکامپوزیتی برپایه کیتوزان، با افزودن چهار سطح 0، 1، 3 و 5% نانونقره و نانورس تهیه و به منظور خشک کردن فیلم ها از حرارت و جریان الکتریکی در چهار ولتاژ 0، 15، 30 و 60 به طور هم زمان استفاده شد و خصوصیات آنها از جمله نفوذپذیری به بخار آب و اکسیژن، خواص فیزیکی و مکانیکی و ریزساختار مورد بررسی قرار گرفت. حضور نانوذرات سبب افزایش رطوبت، ضخامت و کدورت و بهبود WVP و O2P فیلم های نانوکامپوزیت و همچنین خواص مکانیکی در مقایسه با فیلم کیتوزان خالص گردید. از طرفی غلظت 3% در هر دو تیمار، توانست ویژگی های نفوذپذیری و خواص مکانیکی را نسبت به سطوح 1 و 5%  بهبود بخشد. اعمال جریان الکتریکی تاثیر معنی داری بر درصد رطوبت، حلالیت و میزان ضخامت نداشت. در مقابل، استفاده از جریان های الکتریکی با ولتاژ 30، سبب بهبود خواص مکانیکی، کدورت و WVP و ولتاژ 60، موجب بهبود O2P در نانوکامپوزیت ها شد. تصاویر حاصل از SEM نشان داد، فیلم کیتوزان خالص دارای سطحی زبر و شکاف های متعدد و سطح فیلم حاوی نانورس، نسبتا صاف و فشرده بود که امکان افزایش مقاومت کششی و خواص ممانعت کنندگی را فراهم می کند. فیلم حاوی نانونقره نیز به دلیل داشتن ساختاری پر پیچ و خم و دارای شکاف، میزان کدورت و خواص مکانیکی بیشتر و خواص ممانعت کنندگی کمتر از نانورس را دارا بود.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, کیتوزان, نانورس, نانونقره, جریان الکتریکی}
    Niloufar Safarisani, Ali Motamedzadegan*, Jamshid Farmani, Jafar Milani

    Chitosan based films have several disadvantages, such as poor mechanical properties and low moisture deterioration, which limits their use in food packaging. In this study, nanomaterials such as nanoclay (M) and nanosilver (Ag) were used to improve the properties of the film whilst applying electrical current during film drying. Nanocomposite films based on chitosan, were prepared by adding four levels 0, 1, 3 and 5% silver and clay, then heat and electricity with 0, 15, 30 and 60 Voltage were simultaneously applied to dry them, finally their characteristics like including WVP, O2P, physical and mechanical properties, and microstructure were studied. The presence of nanoparticles in nanocomposite films increased the moisture, thickness, opacity, WVP, O2P and improved mechanical properties, incomparison with pure chitosan film. On the other hand, the concentration of 3% in both treatments improve the permeability and mechanical properties of the 1 and 5% levels. The application of electrical current had no significant effect on moisture content, solubility and thickness. In contrast, the use of electric current with a voltage of 30, improved mechanical properties, turbidity and WVP and a voltage of 60, improved O2P in nanocomposites. The images produced by the SEM show that the pure chitosan film has a rough surface and multiple gaps and the film surface of the nanoclay is relatively smooth and compact, which allows for increased tensile strength and inhibitory properties. The film containing nanosilver also had a more turbulent structure with a gap, turbidity and mechanical properties, and less inhibitory properties than nanoclay.

    Keywords: nanocomposite, chitosan, nanoclay, nanosilver, electric current}
  • نگین ذیبح اللهی، آیناز علیزاده*، هادی الماسی، شهرام حنیفیان، حامد همیشه کار

    امروزه کاربرد پلیمر های زیست تخریب پذیر به علت خصوصیات مطلوب آن ها، به ویژه در زمینه بسته بندی مواد غذایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه تهیه و بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی فیلم نانوکامپوزیت بر پایه کربوکسی متیل سلولز حاوی اینولین و نانوالیاف سلولز بود. بدین منظور از اینولین در سه غلظت متفاوت (0، 10 و 20 درصد) و نانوالیاف سلولز در سه سطح (0، 5/2 و 5 درصد) بر اساس وزن خشک کربوکسی متیل سلولز، در تهیه نانوکامپوزیت ها استفاده شد و ضخامت،  نفوذ پذیری نسبت به بخار آب (WVP)، زاویه تماس، خواص مکانیکی نمونه های فیلم مورد ارزیابی قرار گرفت و آزمون میکروسکوپ الکترونی (FE-SEM) و پراش پرتو X نیز روی فیلم ها انجام شد. با افزودن اینولین و نانوالیاف سلولز WVP کاهش و زاویه تماس با آب افزایش معنی داری (05/0>p) یافت. خواص مکانیکی نیز با افزودن نانوالیاف سلولز بهبود یافت. در حالی که اینولین با کاهش استحکام کششی (UTS) و افزایش درصد ازدیاد طول تا نقطه شکست (ETB) تاثیر منفی بر خواص مکانیکی داشت که این اثر در فیلم های ترکیبی با حضور هم زمان نانوالیاف سلولز و اینولین، توسط نانوالیاف جبران شد. نتایج FE-SEM و پراش پرتو X، نشان داد، که نانوالیاف سلولز و اینولین در ماتریکس پلیمری پخش شده و در مقایسه با فیلم شاهد ساختاری متراکم ایجاد کرده و باعث حفظ بهتر ساختار بلوری شده است. با توجه به این نتایج، نانوالیاف سلولز و اینولین باعث بهبود خواص نانوکامپوزیت بر پایه کربوکسی متیل سلولز شده و فیلم حاصل می تواند به عنوان انتخابی جدید در بسته بندی محصولات غذایی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: اینولین, کربوکسی متیل سلولز, نانوالیاف سلولز, نانوکامپوزیت, خواص فیزیکی}
    Negin Zabiholahi, Ainaz Alizadeh*, Hadi Almasi, Shahram Hanifian, Hamed Hamishekar

    Biodegradable polymers have supplied most of common packaging materials because they present several desired features. The purpose of this study was to prepare and investigate the physicochemical properties of carboxymethyl cellulose based nanocomposite film containing inulin with three different concentrations (0, 10 and 20%) and cellulose nanofiber in three levels (0, 2.5 and 5%). Thickness, Water vapor permeability (WVP), Water contact angle, mechanical properties, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction were evaluated for film samples. WVP decreased with adding cellulose nanofiber and inulin and water contact angle increased significantly (p <0.05). The mechanical properties were also improved by adding the cellulose nanofibers. Whereas inulin had a negative effect on mechanical properties by decreasing tensile strength (UTS) and increasing elongation to break (ETB), this effect of inulin was compensated by cellulose nanofiber in the composite films containing inulin and cellulose nanofiber. The FE-SEM and X-ray diffraction results showed that the cellulose nanofiber and inulin were dispersed in the polymeric matrix and formed a dense and compact structure in compared to the control film. Results showed that cellulose nanofiber and inulin improve the properties of carboxymethyl cellulose based nanocomposites and the obtained film can be used as a new choice in food packaging.

    Keywords: Carboxymethyl Cellulose, Cellulose Nanofiber, Inulin, Nanocomposite, Physical properties}
  • یونس زاهدی، بهرام فتحی آچاچلویی*
    در این تحقیق نانوکامپوزیت بر پایه بیوپلیمر کربوکسی متیل سلولز (CMC) و از طریق افزودن نانوذرات مونت موریلونیت (MMT) (1، 3 و 5% وزنی-وزنی CMC) با روش قالب گیری تهیه گردید. سپس، به نمونه حاوی 5% نانو رس نانوذرات دی-اکسید تیتانیوم (TiO2) (1، 3 و 5% وزنی-وزنی CMC) اضافه شد تا نانوکامپوزیت هیبرید تولید شود. در نمونه های تولید شده ویژگی های مقدار رطوبت، دانسیته، جذب رطوبت و خواص مکانیکی اندازه گیری شدند. همچنین، توزیع نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات سبب افزایش اندک محتوای رطوبت و متراکم تر شدن فیلم ها گردید. در حضور MMT (5%) از مقدار جذب رطوبت فیلم ها بیش از 30% کاسته شد که با اضافه شدن TiO2روند کاهش جذب رطوبت ادامه یافت. افزودن نانو رس سبب تقویت فیلم ها و افزایش مقاومت به کشش (UTS) و مدول یانگ (YM) شد که البته به تقلیل ازدیاد طول تا نقطه شکست انجامید. در ادامه، اضافه شدن TiO2به این نانوکامپوزیت ها منجر به سست شدن آن ها و کاهش UTS و YM شد. توزیع مناسب نانوذرات در فیلم به ویژه در غلظت های پایین از طریق تصاویر SEM به اثبات رسید. در مجموع، هر چند فیلم های حاوی نانو رس دارای عملکرد بهتری در مقایسه با CMC بودند ولی اضافه شدن نانوذرات TiO2 به این مجموعه سبب بهبود بسیاری از ویژگی های عملکردی نانوکامپوزیت ها شد و قابلیت استفاده از آن را به عنوان یک ماده بسته بندی زیست تخریب پذیر افزایش داد.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, بسته بندی, زیست تخریب پذیری, کربوکسی متیل سلولز, دی اکسید تیتانیوم}
    Fathi_Achachlouei B *_Zahedi Y
    In this research, carboxymethyl cellulose (CMC)-based nanocomposite films containing montmorillonite (MMT) (1, 3 and 5% wt) were fabricated via casting method.Then, hybrid nanocomposites were prepared by loading dioxide titanium (TiO2) (1, 3 and 5% wt) nanoparticles (NPs) into nanocomposites containing 5% MMT. Moisture content, density, moisture uptake and mechanical properties of the produced films were determined. Also, surface morphology of the nanocompositeswere measured by scanning electron microscopy (SEM).The obtained results indicated that addition of NPs resulted in slightly increase of the films moisture content, and the production of denser samples. Incorporation of 5% MMT decreased moisture uptake of the nanocomposites up to 30%; this decreasing trend was maintained with TiO2 loading. The nanoclays enhanced ultimate tensile strength (UTS) and Young's modulus (YM) of the films at the expense of elongation at break. Addition of TiO2 into MMT-loaded nanocomposites caused to structural weakening and diminishing UTS and YM. SEM micrographs showed well-dispersed MMT and TiO2NPs through the films surface especially at low concentrations. In conclusion, although the films loaded with nanoclays exhibited better properties than the control film, inclusion of TiO2 improved the functional characteristics of them and extended the potential as a biodegradable packaging.
    Keywords: Nanocomposite, Biodegradability, Packaging, Dioxide titanium, Carboxymethylcellulose}
  • عیسی جاهد *، هادی الماسی، محمد علیزاده خالدآباد
    در پژوهش حاضر به طراحی و تولید یک بسته بندی فعال آنتی اکسیدانی/ ضدمیکروبی بر پایه بیوپلیمر کیتوزان پرداخته شد که در آن از نانوفیبرلیگنوسلولز (LCNF) و نانوفیبرسلولز (CNF) در غلظت 4% به عنوان تقویت کننده ویژگی های بیوپلیمر و همچنین به منظور کنترل رهایش ترکیبات اسانس مرزنجوش و زنیان در غلظت 5% (به عنوان ماده آنتی اکسیدان/ ضدمیکروبی) از ماده بسته بندی به داخل ماده غذایی، استفاده شد. نتایج نشان داد افزودن اسانس ها به صورت ترکیبی تاثیر قابل توجهی بر تغییرات بلورینگی و خواص حرارتی فیلم ها نداشت، در حالیکه نانوتقویت کننده های آلی سبب افزایش خاصیت کریستالی و افزایش مقاومت حرارتی فیلم های نانوکامپوزیت گردید. با به کار بردن اسانس و نانوتقویت کننده های CNF و LCNF در ساختار فیلم ها، شفافیت و در نتیجه میزان عبور نور از فیلم های فعال نسبت به نمونه کنترل کاهش یافت. افزودن اسانس ها به طور جداگانه و ترکیبی و همچنین نانوتقویت کننده های آلی در ساختار فیلم ها، سبب کاهش معنی داری در میزان حلالیت و نفوذپذیری کامپوزیت ها نسبت به فیلم خالص کیتوزان گردید. با افزودن حالت ترکیبی دو اسانس با نسبت 50:50، استحکام کششی (UTS) و کرنش تا نقطه شکست (STB) افزایش یافت، در حالیکه نانوفیبرهای آلی منجر به افزایش UTS و کاهش قابل توجهی در مقدار STB نانوکامپوزیت ها گردید. همچنین مشخص شد که فیلم های فعال حاوی نسبت های مختلف اسانس دارای فعالیت آنتی اکسیدانی قابل توجهی بوده و خاصیت ضدمیکروبی بالایی علیه باکتری های اشریشیاکلی O157: H و باسیلوس سرئوس داشتند که با افزودن CNF و LCNF به دلیل نقش کنترل کنندگی توسط نانوفیبرها، از این ویژگی هاکاسته شد. با بهینه سازی عددی نرم افزار، مقدار بهینه برای اسانس های زنیان و مرزنجوش به ترتیب 29/2 و 71/2 درصد (مخلوط 5%) در ترکیب با نانوتقویت کننده LCNF به دست آمد. نتایج پایداری اکسایشی روغن کلزا نشان داد که نانوکامپوزیت بهینه و کامپوزیت فعال آن، به طور قابل توجهی قادر بودند تازگی روغن را در طول نگهداری در دمای محیط حفظ کنند و اکسیداسیواسیون روغن را به تاخیر اندازند.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, زنیان, مرزنجوش, روغن کلزا, نانوفیبرلیگنوسلولز}
    Eisa Jahed *, Hadi Almasi, Mohammad Alizadeh Khaledabad
    Introduction
    Due to increasing attention to the environment, as well as consumer demand for healthy, nutritive food products and extended shelf life, in the recent years, the food and packaging industries have paid increasing attention to biodegradable edible packaging prepared from biopolymers such as proteins, polysaccharides, and lipids or their combinations. These biodegradable films may act as carrier of wide variety of additives, such as antimicrobial, antioxidant agents, flavors, colorants and spices which improve the functionality of the packaging materials by addition of novel or extra functions. In the present study, an antioxidant/antimicrobial active packaging based on chitosan biopolymer was designed. For this purpose, lignocellulose nanofibers (LCNF) and cellulose nanofibers (CNF) at concentration of 4% were used as reinforcement of biopolymer properties, as well as to control the release of Origanum vulgare subsp. gracile and Carum copticum essential oils (as antioxidant/antimicrobial agent) from the packaging material into the foodstuff.
    Materials and methods
    The O. vulgare ssp. gracile leaves and C. copticum seeds were obtained from wild plants in mountains of Urmia (Iran). LCNF (average diameter about 55 nm, average length about 2–5 μm, 99% purity) produced from unbleached hardwood pulp through mechanical and acid treatments and CNF (average diameter about 28 nm, average length about 2–3 μm, 99% purity) prepared from softwoods through mechanical disintegration were kindly provided by Nano Novin Polymer Co. (Saari, Iran). Chitosan (medium molecular weight, from shrimp shell with a deacetylation degree of 75–85%), purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Chitosan based bionanocomposite films incorporated with organic nanofillers and essential oils were developed by solvent casting method. The synthesized films were characterized by XRD and DSC analyses. To determine the prepared films would have potential to be used as an active packaging, water vapor permeability, water solubility, color, transparency, mechanical properties, antimicrobial and antioxidant activity of the films were also evaluated. In order to determine the efficiency of activated nanocomposites, the effect of these films was evaluated on the oxidative stability of rapeseed oil without antioxidants and compared with the effect of TBHQ synthetic antioxidant.
    Results & Discussion
    The results showed that the addition of essential oils did not have a significant effect on the crystallinity and thermal properties of the films, while organic reinforcement increased the crystalline properties and thermal resistance of nanocomposite films. By applying the essential oils and CNF and LCNF in the structure of the films, the apparent transparency and consequently the amount of light passage from them decreased compared to the control sample. With addition of essential oils separately and in combination, as well as CNF and LCNF in the structure of films, solubility and film permeability decreased compared to pure chitosan film. By adding of two essential oils with a ratio of 50:50, tensile strength (UTS) and strain to break (STB) of films were increased, while organic nanofibers led to an increase in UTS and a significant reduction in STB of nanocomposites. It was also found that active films containing different ratios of essential oil had remarkable antioxidant activity and high antimicrobial activity against E.coli and B.cereus bacteria, which by adding CNF and LCNF these features were reduced due to the role of controlling the release of essential oil compounds by nanofibers. With the numerical optimization of the software, the optimal amount for the essential oils of C. copticum and O. vulgare oils were 2.29 and 2.71% (5% mix) respectively, in combination with the LCNF nanofibers. The results of oxidative stability of Canola oil showed that nanocomposites containing 5% essential oil were considerably able to keep the oil freshness during storage at ambient temperature and delay the oxidation of the oil.
    Keywords: Nanocomposites, C. copticum, O. vulgare, Canola oil, Lignocellulose nanofibers}
  • جابر سلیمانی، بابک قنبرزاده*، جلال دهقان نیا

    نانوکامپوزیت های بر پایه ی پلی استایرن با استفاده توام از نانوتیتانیوم دی اکسید و نانونقره (نسبت 7 به 3) به وسیله ی فرآیند اختلاط با ذوب در دمای °C190 و در دو سطح %5/0 و %1 تولید شدند. با استفاده ازمیکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) متصل شده با طیف نگاری پاشندگی انرژی اشعه ی x (EDS) ، حضور و مقادیر نانوذرات تیتانیوم و نقره تایید شد. تصاویر حاصل ازSEM نشان داد که نانوذرات به صورت مجزا و تجمع یافته وجود دارند و به تبع آن، EDS هم نشان داد که تنها سه عنصر کربن، تیتانیوم و نقره در ساختار نانوکامپوزیت وجود دارد، همچنین، نسبت نانوتیتانیوم به نانونقره حدود 10 برابر بود. نتایج حاصل از آزمون کشش نشان داد که افزودن نانوذرات منجر به کاهش جزئی مدول یانگ و تنش در نقطه ی شکست نانوکامپوزیت ها در مقایسه با پلی استایرن خالص شد و از نقطه نظر کرنش در نقطه ی شکست تفاوت معنی داری بین نانوکامپوزیت ها و پلی استایرن خالص مشاهده نشد (05/0˃P). تاثیر نانوذرات بر ویژگی های حرارتی شبکه ی پلیمری با استفاده از کالریمتری روبشی افتراقی و وزن سنجی حرارتی ارزیابی شد. ویژگی های حرارتی نانوکامپوزیت ها از نقطه نظر دمای انتقال شیشه ای و پایداری حرارتی در مقایسه با پلی استایرن خالص بهبود جزئی نشان داد.

    کلید واژگان: بسته بندی, پلی استایرن, نانوکامپوزیت, مکانیکی, ترموفیزیکی}
    J Soleimani, B Ghanbarzadeh, J Dehghannia

    Polystyrene nanocomposites were prepared with varying amounts of nanotitanium dioxide and nanosilver by melt mixing process at 190°C. The nanocomposites structure was characterised by scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The mechanical properties were obtained with tensile test. The influence of nanoparticles on the thermal properties of polystyrene matrix was examined using differential scanning calorimetry (DSC) and thermo gravimetric analysis (TGA). The results of the SEM showed that both nanoparticles were present in nanocomposite, and the distribution of nanoparticles in the polymer was relatively good, despite the fact that in some places aggregation (with maximum size of 55 nm) were observed. The EDS spectrum showed that the nanocomposite was non-impure and contained three elements of carbon, titanium and silver, and the amount of nanotitanium was about 10 times that of silver. The augment of nanoparticles leading to decrease Young’s modules and stress at break point slightly. But, a point of view yield at break had not seen significantly different (P˃0.05). The investigating of the thermal properties of the samplesshowed they did not differ significantly from the point of view of glass temperature and thermal stability of the polystyrene and nanocomposites.

    Keywords: Packaging, Polystyrene, Nanocomposite, Mechanical, Thermophysical}
  • مارکوس نوس، میتسوشی ناکاجیما، سید جعفر هاشمی *
    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.

    کلید واژگان: یتوسان, نفوذپذیری به بخار آب, نانو رس بنتونیت, نانوکامپوزیت, میکروسکوپ الکترونی روبشی}
    Marcos Neves, Mitsutoshi Nakajima, Seyed Jafar Hashemi*
    Background and objectives

    Biopolymer-based films such as chitosan have been studied widely due to their biodegradability and biocompatibility. Chitosan has a great potential for a wide range of food applications but its’ hydrophilic character, and consequently its poor mechanical properties in the moist condition, limits its application (1, 2). Composite films have received much attention, because of their extraordinary possibility to improve the properties of films. One of the promising ways to modify biopolymer properties in terms of physicomechanical properties, inherent water sensitivity, and their relatively lower stiffness and strength, is to make hybrid films using biopolymers and nano-sized fillers known as nanocomposite films. In this research, the effect of bentonite nanoclay/chitosan ratio on the water vapor permeability (WVP), mechanical properties, and surface microstructure of the chitosan nanocomposite films was evaluated.

    Materials and methods

    In this research, chitosan biopolymer aqueous solution with two concentration (2, and 3% w/v) and bentonite nanoclay solutions with two clay compositions (1 and 3% based on chitosan) were prepared, separately. The chitosan solution was then slowly added to the clay suspension at 55oC. The nanocomposite films were prepared using the solvent-casting method. The films based on 2 and 3% chitosan were considered as unfilled control samples. The water vapour permeability (WVP), tensile strength (TS), elongation at break (E), and microstructures of the films were investigated.

    Results

    The results show that at identical concentrations of chitosan the amount of bentonite nanoclay affect the WVP and tensile strength (TS) of chitosan films, significantly (p<0.01). By adding 1% nanoclay bentonite to polymer matrix, the value of TS strength of nanocomposite film increased to approximately 0.66 (2% chitosan) and 0.35 MPa (3% chitosan). Moreover, the elongation value decreased to 8.8% and 6.47% in the nanocomposite films based on 2 and 3% chitosan, respectively. Further increase in clay content to 3 wt%, the WVP, elongation and TS of nanocomposites film decreased for chitosan 2 wt%. According to the SEM micrograph, non-homogeneous structure was found for 3% clay-chitosan nanocomposite in comparision to 1% nanoclay loaded chitosan nanocomposite in full agreement to the decrease in TS value observed. With increase the percentage of nanoclay bentonite to 3%, the pore spaces of film increased and consequently the TS exhibited decreased

    Conclusion

    According to the findings of this research, interactions between nanoclay and chitosan in nanoclay-chitosan nanocomposite have led to the formation of a new material with enhanced mechanical, morphological, and WVP properties than the pure chitosan. Finally, in 1% nanoclay concentration, the water vapor permeability, elongation, tensile strength, and also consistency of the microstructure films were significantly modified in compare of pure chitosan

    Keywords: Chitosan, Water vapor permeability, Nanoclay bentonite, Nanocomposite, Scanning electron microscopy}
  • محسن کاظمی*، بهاره شعبانپور، پرستو پورعاشوری
    در این تحقیق فیلم های نانوکامپوزیت غنی شده با اسانس پونه کوهی خالص و نانولیپوزوم شده (2 درصد اسانس) به عنوان عامل نگهدارنده روی فیله ماهی قزل آلای رنگین کمان به کارگرفته شدند. به منظور تیماربندی، فیله ها به 4 گروه تقسیم شدند: فیله های بدون پوشش، پوشش داده شده با فیلم نانوکامپوزیت پروتئین میوفیبریل-نانوفیبر سلولز و پوشش داده شده با فیلم های نانوکامپوزیت حاوی اسانس پونه کوهی خالص و ریزپوشانی شده. فیله های ماهی از جنبه ویژگی های میکروبی (بارباکتریایی کل و سرمادوست، جنس سودوموناس و خانواده انتروباکتریاسه)، شاخص های حسی و رنگ مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمون های میکروبی نشان داد که بالاترین روند رشد شاخص های مختلف به ترتیب در تیمار شاهد، پوشش داده شده با فیلم نانوکامپوزیت و نانوکامپوزیت های حاوی اسانس پونه کوهی خالص و نانولیپوزوم شده مشاهده شد (05/0>P). دراین رابطه، فیلم های حاوی اسانس خالص و نانولیپوزوم شده زمان ماندگاری میکروبی را حدودا تا روز 12 افزایش (4 روز) دادند. تیمار حاوی اسانس نانولیپوزوم شده به ویژه در روزهای نخست تا میانی (روز 10) نگهداری، ازنظر شاخص های میکروبی نسبت به تیمار حاوی اسانس خالص وضعیت بهتری داشت. شاخص های رنگ (*L، *a و *b) و حسی فیله ها، در تیمارهای پوششی فعال نسبت به تیمار شاهد تغییرات کمتری را در طول زمان نگهداری نشان دادند (05/0>P).
    کلید واژگان: اسانس پونه کوهی, پروتئین میوفیبریل ماهی, قزل آلای رنگین کمان, نانوکامپوزیت, نانولیپوزوم}
    Mohsen Kazemi *, Bahare Shabanpour, Parastoo Pourashouri
    In this study, bionanocomposite films enriched with Oregano essential oil (OEO) and OEO nanoliposomes (2% v/v) as a preservative agent on the rainbow trout fillets were used. Trout fillets were separated into four groups: unwrapped trout fillet (control), wrapped with nanocomposite based fish myofibrillar protein (FMP)-nanofibrillated cellulose (NFC) and wrapped with nanocomposites incorporated with 2% (v/v) OEO and OEO nanoliposomes. Trout fillets were analyzed for microbiological (total viable count, psychrotrophic count, Pseudomonas spp. counts and Enterobacteriaceae counts), sensory and color characteristics. The results of microbiological analysis showed that the highest rate of growth was observed respectively in trout fillets stored in air (control), wrapped with FMP-NFC nanocomposite and the lowest counts were in wrapped samples with nanocomposite enriched with OEO and OEO nanoliposomes (P
    Keywords: Fish Myofibrillar Protein, Nanocomposite, Nanoliposome, Oregano Essential Oil, Rainbow Trout}
  • هاله جعفری، میرخلیل پیروزی فرد *، محمد علیزاده خالدآباد، هادی الماسی

    در این پژوهش اثر نانو ذرات نقره (AgNPs) در سطح 1٪وزنی و غلظت های مختلف نانوفیبر سلولزباکتریایی(BCNF) (6-5/1٪ وزنی) بر روی خواص کششی (استحکام کششی (TS)، ازدیاد طول در نقطه شکست (EB) و مدول یانگ (YM))، نفوذپذیری نسبت به بخار آب (WVP)، حلالیت، تورم، خواص رنگی و ویژگی های ساختاری و حرارتی فیلم نانوکامپوزیت کیتوزان مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین مقدار بهینه نانو پرکنندهBCNF از روش سطح پاسخ (RSM) تک عاملی استفاده گردید. هدف از بهینه سازی، به حداکثر رساندن TS، YM، EB، L در کنار کاهش WVP، حلالیت و تورم بود. نتایج نشان داد که افزودن AgNPs بر روی ویژگی های مکانیکی و رنگی فیلم های کیتوزان تاثیر منفی داشت. اما افزودن BCNF باعث بهبود ویژگی های فیلم های نانوکامپوزیت کیتوزان-نانونقره گردید. کمترین میزان WVP، حلالیت و تورم فیلم های نانوکامپوزیت به ترتیب در سطح 6، 4 و2 ٪ وزنی BCNF بود. با در نظر گرفتن تمامی پارامترهای فیزیکی و مکانیکی، مقدار بهینه محاسبه شده برای BCNF، 55/4٪ بود. تصاویر SEM نشان داد BCNF بطور یکنواخت در ماتریس پلیمر پخش شده است. آزمون DSC نیز نشان داد که با افزودن BCNF، خواص حرارتی فیلم کیتوزان بهبود می یابد.

    کلید واژگان: فیلم کیتوزان, نانوکامپوزیت, نانوذرات نقره, نانوفیبر سلولز باکتریایی, بهینه سازی}
    Hale Jafari, Mirkhalil Pirouzi *, Mohammad Alizadeh Khaledabad, Hadi Almasi

    In this study, the effects of silver nanoparticles (AgNPs) at 1% wt and different concentrations of bacterial cellulose nanofiber (BCNF) (1.5-6% wt) on tensile properties (tensile strength -TS, elongation at break-EB, and Young’s modulus -YM), water vapor permeability (WVP), solubility, swelling, color properties and structural characteristics of chitosan nanocomposite films were studied. Response surface methodology (RSM) was used to determine the optimum amount of BCNF nanofiller. The optimization was based on maximizing TS, YM, EB, L*and decreasing WVP, solubility and swelling. The results showed that the AgNPs had a negative effect on mechanical and color properties of chitosan films. But incorporation of BCNF in the films improved their mechanical and barrier properties significantly. Lowest WVP, solubility and swelling of nanocomposite films was respectively for 6, 4 and 2%wt of BCNF content. Considering all physical and mechanical parameters, the optimal value calculated for BCNF, was 4.55%. SEM images showed BCNF uniformly distributed in the polymer matrix. DSC analysis confirmed that the addition of BCNF causes to improve the thermal properties of chitosan film.

    Keywords: Chitosan film, nanocomposite, silver nanoparticles, bacterial cellulose nanofiber, optimization}
  • سجاد پیرسا، محمد علیزاده، نادر قهرمان نژاد
    در این تحقیق تقلبات استفاده از روغن سویا در روغن کنجد با روش مقایسه پروفیل کروماتوگرافی گازی مواد فرار روغن کنجد خالص (Ι = بدون روغن سویا) و روغن کنجد حاوی ΙΙ= 5، ΙΙΙ= 10، ΙV=25 و V=50 درصد روغن سویا بررسی گردید. برای استخراج مواد فرار از نمونه های روغن تهیه شده از روش ریز استخراج فاز جامد از فضای فوقانی[1] استفاده گردید. از فیبر پلی استری اصلاح شده با نانوکامپوزیت پلی پیرول- اکسید مس استفاده شد. ساختار نانوکامپوزیت سنتز شده با استفاده از تکنیک میکروسکوپ الکترونی در محدوده 30-15 نانومتر تایید شد. کروماتوگرام های حاصل از هر تزریق به 5 منطقه A= 0 تا 2؛ B= 0 تا 5؛ C= 5 تا 10؛ D= 10 تا 15 و E= 15 تا 20 دقیقه تقسیم بندی شده و تعداد پیک های ظاهر شده بررسی شد. برای هر نمونه روغن 12 تکرار و در مجموع 60 نمونه روغن در شرایط مختلف در نظر گرفته شد. تعداد پیک ها در هر ناحیه کروماتوگرافی با توجه به درصد تقلب روغن سویا در روغن کنجد اعداد متفاوتی را بدست داد. نتایج بدست آمده از آنالیز تفکیک کننده خطی (LDA)[2] تعداد پیک ها در هر ناحیه برای روغن های مختلف کنجد با درصدهای مختلف سویا توانایی روش ارائه شده برای بدست آوردن وجود یا عدم وجود تقلب در روغن کنجد و نیز درصد وجود تقلب روغن سویا در روغن کنجد را به خوبی نشان داد.
    کلید واژگان: تقلبات روغن کنجد, پروفیل کروماتوگرام گازی, مواد فرار, نانوکامپوزیت, ریز استخراج فاز جامد}
    Pirsas., Alizadehm., Ghahraman-Nejad, N
    New Polypyrrole-CuO nanocomposite modified polyester fibers have been prepared by solution polymerization in the basic solution in the presence of pyrrole, FeCl3 and CuCl2. The morphology of the Polypyrrole-CuO film on the surface of the fibers was examined by scanning electron microscope (SEM). The presence of the CuO particle in the polypyrrole-CuO nanocomposite was verified by FT-IR spectroscopy. The synthesized particles (30-150 nanometers) were observed according to the SEM results. The synthesized fiber was used as a headspace solid phase microextraction (HS-SPME) agent to extract VOCs from sesame oil and analysis by gas chromatography. The gas chromatogram profile of pure sesame oil and sesame oil samples mixed with different proportion of soybean oil was compared and used to authentication of pure sesame oil determination. The results showed that the VOCs profile of net sesame oil is different from adulterated oils. In the gas chromatogram profile 5 section of chromatogram distinguished (A=0-2, B=0-5, C=5-10, D=10-15 and E=15-20 minutes) and used for classification of different oil groups applying linear discrimination analysis (LDA). Data analysis showed that this technique has capability to detect adulteration of sesame oil with soybean oil.
    Keywords: Sesame oil, Adulteration, Linear discriminant analysis, Nanocomposite, Gas chromatogram profile}
  • وحید علی زاده، حسن برزگر
    در سال‏های اخیر تمایل به مواد غذایی تازه که متحمل کمترین فرآیند شده باشند، گسترش زیادی پیدا کرده است. استفاده از بسته‏بندی های زیست‏تخریب‏پذیر، روش نوینی برای نگهداری این نوع محصولات می‏باشد. هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر افزودن غلظت های مختلف نانوذرات‏رس (1، 3 و 5 درصد وزنی/ وزنی) بر ویژگی های فیزیکی نانوکامپوزیت هیدروکلوئید دانه اسفرزه است. با افزودن نانورس از صفر تا 5 درصد، مقاومت کششی از 60/11 تا 08/17 مگاپاسکال افزایش یافت و درصد ازدیاد طول از 42/30 به 02/19 کاهش پیدا کرد. نانوکامپوزیت‏های حاوی 5 درصد نانورس، 04/35 درصد کاهش در نفوذپذیری نسبت به بخار آب را نسبت به فیلم اسفرزه خالص نشان دادند. همچنین حضور نانورس حلالیت در آب فیلم‏ها را کاهش داد. نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی، توزیع یکنواخت و مناسب نانوذرات‏رس را در بستر هیدروکلوئید اسفرزه اثبات کرد. پژوهش حاضر نشان داد که هیدروکلوئید دانه اسفرزه پتانسیل خوبی برای تهیه فیلم نانوکامپوزیت با خصوصیات مطلوب دارد.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, هیدروکلوئید دانه اسفرزه, نانورس, خواص فیزیکی}
    Alizadehv., Barzegar, H
    In recent years using fresh foods that have undergone minimal processing, has become widespread. The use of biodegradable packaging is a new method for preserving of these products. The current research investigated the effect of different contents (1, 3, and 5 wt %) of montmorillonite (MMT) nanoclay on the physical properties of psyllium seed hydrocolloid nanocomposites. With the addition of up to 5% MMT, the tensile strength of the nanocomposite films increased from 11.60 to 17.08 MPa and the percent of elongation decreased from 30.42% to 19.02%. At the level of 5% MMT, the nanocomposite films showed the 35.04% reduction in the water vapor permeability in comparison to pure psyllium film. In addition, water solubility decreased when MMT was incorporated into the nanocomposite films. Scanning electron microscopy images indicates a good distribution for nanoclay particles in the biopolymer matrix. This
    study revealed that the psyllium seed hydrocolloid had a good potential to be used in producing nanocomposite film with desirable characteristics.
    Keywords: Nanocomposite, Psyllium seed hydrocolloid, Nanoclay, Physical properties}
  • مهدی آل بوفتیله، مسعود رضایی*، هدایت حسینی، مهدی عبدالهی
    به دلیل مشکلات زیست محیطی بوجود آمده در اثر کاربرد پلیمرهای سنتتیک، در دو دهه اخیر توجه خاصی به پلیمرهای زیستی معطوف شده است. اما کاربرد این پلیمرها بعلت دارا بودن خواص سدی و مکانیکی ضعیف مخصوصا در محیط های مرطوب با محدودیت مواجه شده است. یکی از روش های نوین با توانایی بهبود ویژگی های پلیمرهای زیستی، استفاده از نانوذرات می باشد. لذا هدف از این تحقیق تهیه نانوکامپوزیت آلژینات-رس و ارزیابی تاثیرات نانوذرات رس بر ویژگی های فیلم های آلژینات می باشد. در تحقیق حاضر نانوذرات رس در سه سطح (1، 3، 5 درصد وزنی-وزنی) به فیلم آلژینات افزوده شده و ویژگی های مکانیکی، نوری، رنگ، حلالیت در آب، نفوذپذیری نسبت به بخار آب، پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات تا سطح 3 درصد به ترتیب باعث بهبود مقاومت کششی و حلالیت در آب به میزان 14 و 30 درصد گردید. همچنین میزان نفوذپذیری به بخارآب در فیلم های نانوکامپوزیت 5 درصد نانوذرات رس به میزان 21 درصد کمتر از فیلم های آلژینات خالص بود. نتایج حاصل از آزمون پراش پرتو ایکس نشان داد که نانوذرات رس به صورت یکنواخت در ماتریکس پلیمری پخش شده اند. بنابر این خصوصیات فیلم آلژینات کاملا متاثر از میزان نانوذرات رس بوده و با توجه به نتایج مناسب ترین خواص فیزیکی و مکانیکی در فیلم های آلژینات حاوی 3 درصد نانوذرات مشاهده گردید.
    کلید واژگان: آلژینات, فیلم های زیست تخریب پذیر, نانوکامپوزیت, مونت موریلونیت}
    Alboofetilehm., Rezaeim. *, Hosseinih., Abdollahi, M
    Due to problems caused by petroleum-based packaging materials, biopolymers and their biodegradable films have received great attention all over the world in the last two decades. But the use of biopolymers films in food packaging due to their inherent water sensitivity and poor mechanical properties has been limited. A novel practical way for improving the properties of natural biopolymer films is the formation of nanocomposites. Thus, the main objectives of this study were to prepare alginate/clay nanocomposite films and to investigate the effect of montmorillonite concentrations on the properties of the prepared alginate-based nanocomposite films. A bio-based nanocomposite was developed by incorporation of clay nanoparticles (MMT) into alginate biopolymer using the solution casting method. The effect of MMT loading content (1, 3 and 5 wt%) on mechanical properties, color , water solubility, water vapor permeability, XRD and SEM of the nanocomposites were evaluated. Results showed that increasing the MMT content to 3% have improved the tensile strength and water vapor permeability of the nanocomposites up to 14% and 21%, respectively. The water solubility value of the nanocomposite films decreased about 30% compared to pure alginate films. Results of X-ray diffraction (XRD) revealed well developed exfoliated nanocomposite films especially at low level of nanoclay addition.
    Properties of alginate films are greatly influenced by the content of the clay nanoparticles and the films containing 3% clay nanoparticles showed the best physical and mechanical properties.
    Keywords: Alginate, Biodegradable films, Bionanocomposite, Montmorillonite}
  • نازیلا دردمه، اصغر خسروشاهی، هادی الماسی، محسن زندی
    هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر افزودن نانورس بر خصوصیات مکانیکی، رنگ سنجی و شفافیت فیلم های پلی اتیلن ترفتالات بود. بدین منظور نانوکامپوزیت بر پایه پلی اتیلن ترفتالات حاوی 1%، 3% و 5% وزنی نانورس اصلاح شده (Cloisite 15A) با روش مخلوط مذاب تهیه شد. نتایج طیف سنجی FTIR ایجاد پیوند بین گروه های سطحی هیدروکسیل موجود در نانورس با گروه های انتهایی هیدروکسیل و کربوکسیل در زنجیره پلی اتیلن ترفتالات خالص و در نتیجه تشکیل موفق نانوکامپوزیت حاوی نانورس را تایید نمود. نتایج آزمون مکانیکی نشان داد بیشترین مقدار مدول یانگ مربوط به نانوکامپوزیت حاوی 3 درصد وزنی نانورس می باشد که حدود 8 مگاپاسکال افزایش یافته است. همچنین افزودن نانو رس تا سطح 3 درصد میزان نفوذپذیری بخار آب را حدود 5/83 درصد نسبت به فیلم پلی اتیلن ترفتالات خالص کاهش می دهد. اگرچه با افزودن نانورس از شفافیت فیلم های نانوکامپوزیتی حاصل کاسته شده، با این حال افزودن این نانو ذرات سبب کاهش درصد عبور امواج در هر سه ناحیه UV شد که باعث بهبود اثر حفاظتی فیلم به عنوان بسته بندی مواد غذایی می گردد.
    کلید واژگان: پلی اتیلن ترفتالات, نانورس, نانوکامپوزیت, خواص مکانیکی, تراوایی نسبت به بخار آب}
    Nazila Dardmeh, Asghar Khosrowshahi, Hadi Almasi, Mohsen Zandi
    Introduction
    Nanocomposites are prepared by introduction of dispersed nanoscale particles into the polymer matrix based on four
    Methods
    template synthesis (sol-gel preparation); intercalation of polymer; and in situ intercalative polymerization and last one is melt blending, the most favorable and practical method due to its simplest, economical and environmentally friendly technic. This method involves annealing, statically or under shear, a mixture of the polymer and organically modified clay at the softening point of the polymer based on usual compounding devices, such as, extruders or mixers (Papaspyridesb 2008).
    PET is a semicrystalline thermoplastic polyester which has been extensively used in all sizes as a packaging material in direct contact with food, beverages and as an alternative packaging to polyvinyl chloride for edible oils (Kirwan et al. 2011).
    As polymeric nanocomposites are mainly used as structural materials, the layered silicate clay are preferred. The crystal lattice of 2:1 layered silicates, consists of two-dimensional layers where a central octahedral sheet of alumina is fused to two external silica tetrahedral by the tip. Montmorillonite (MMT) belongs to type 2:1 layered smectite clay which in the basic structure, the trivalent Al-cation in the octahedral layer is partially substituted by the divalent Mg-cation (Pavlidoua and Papaspyridesb 2008). As evident, MMT is greatly hydrophilic in the interlayer and incompatible with organic polymer such as PET, thus to increase compatibility of clay with polymer, inorganic inter-layer cations (Na, K or Ca2) exchanged by the cationic surfactants (e.g., quaternary ammonium salt). Modified MMT or organoclay interacts better with polymer due to its increased gallery space (Utracki et al. 2007; Parvinzadeh et al.2010).
    Three different types polymer/clay nanocomposites can be obtained depending on the preparation method and the nature of the components used, including polymer matrix, layered silicate and organic cation. Tactoid nanocomposites formed when stacks of modified layered silicates are retained after introduction into the polymer. Subsequently, interaction between the nanolayers and polymer is not only unsuccessful but reduces mechanical properties of composite as well.
    Our main objective of this research was to study the effect of the nanoclay addition on mechanical, colorimetric and transparency properties of poly (ethylene terephthalate) (PET) nanocmposite films.
    Materials And Methods
    Bottle-grade poly (ethylene terephthalate) granules with intrinsic viscosity of (IV) = 0.82 dl g-1 were provided by the Iranian Tondgooyan Petrochemical company. The organically modified montmorillonite, Cloisite 15A, was supplied by Southern Clay Products Inc. Standard of TPA was supplied from Fluka Chemical, trademarked Sigma-Aldrich Corp., Switzerland. High-pressure liquid chromatography (HPLC) grade water, aceto-nitrile, acetic acid and methanol (HPLC grade) were purchased from Merck (Darmstadt, Germany). TPA was dissolved into methanol with a slight increase in temperature. Working standard solutions were prepared on the day of use at concentrations of 0.4, 40, 100 and 1,000 ppb and calibration graphs were plotted using these concentrations of standard solutions.
    The PET granules and nanoclay particles were dried in an oven for 24 h at 110 and 80C before extrusion, respectively. Melt blending technique was used for preparing nanocomposite films in a co-rotating twin screw extruder ZSK 25 .The temperature profile (throat to die) was as follows: 250, 270, 275, 270, 270 and 265C with a screw speed of 250 rpm. PET granules were dry mixed with 1, 3, and 5% wt of Cloisite 15A. The total weight of material per batch was 300 g. The resulting nano-composite strand was cooled in a water bath, granulated and dried overnight in oven at 110C. A laboratory press with a temperature plates of 280C under a pressure of 5 MPa for 10 min was applied to compress specimens. Then cooled them in water and ice bath to achieve transparent films.
    The influence of different amount of nanoclay addition on resultant nanocmposites was studied by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and mechanical test. Also, influence of nanoclay presence on water vapor permeability (WVP), color and transparency of the nanocomposites were investigated.
    Results and Discussion
    The results showed that nanoclay addition improved the mechanical properties (Young’s modulus, elongation at break and tensile strength) and WVP up to 3% (wt). However, nanoclay addition reduced the transparency of resultant nanocomposites films but it prevented wave transmission at three UV region which leads to better protective effect of film as a food packaging materials. It seems that introduction of Cloisite 15A into the PET matrix reinforced the mechanical properties of resultant nanocomposites. The Young’s modulus of the nanocompo-sites significantly increased compared with the neat PET, indicating that PET/Cloisite 15A nanocomposites were stiffer than PET. The maximum Young’s modulus was observed for PET/C15A containing 3% wt with an increment about 8 MPa. This increase in modulus may be attributed to uniform dispersion and alignment of nanoclay along with compatibil-ity with PET matrix as confirmed by XRD, DSC and SEM. The Young’s modulus enhancement is consistent with that of other research (KIMet al. 2007; Scaffaroet al. 2011; Ghanbari et al. 2013a,b]. Tensile strength like elongation at break shows same trend, increases on increasing nanoclay content except for nanocomposite containing 5% which indicates brittle behavior compared to PET. This can be explained consider-ing that higher aspect ratio of nanoclay tends to aggregate and forms tactoids (as shown in SEM and XRD) and conse-quently indicates poor mechanical properties.
    Keywords: PET, nanoclay, nanocmposite, mechanical properties, WVP}
  • فاطمه رستمی ابوالوردی، مهرداد نیاکوثری*، سید محمد مهدی دادفر
    بسته بندی مرحله ای ضروری برای حفظ خصوصیات ارگانولپتیک، تغذیه ای و بهداشتی موادغذایی از زمان تولید تا مصرف است. تجمع انواع مواد سنتزی غیرقابل تجزیه به خصوص انواع مختلف مواد بسته بندی در طبیعت سبب شده که در سال های اخیر استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر به شدت مورد توجه قرارگیرد. در این پژوهش، پس از بررسی خصوصیات فیلم های پوششی بر پایه پلی وینیل الکل و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز؛ امکان تهیه فیلم کامپوزیت زیست تخریب پذیر از ترکیب پلی وینیل الکل و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و خصوصیات آنها مورد مطالعه قرار گرفت. درنهایت فیلم نانو کامپوزیتی بر پایه 80 درصد پلی وینیل الکل و 20 درصد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با محتوای 1000، 2000 و 4000 ppm نانونقره تولید شد و خواص آن ها از جمله خصوصیات مکانیکی، نفوذپذیری به رطوبت، جذب آب و همچنین خصوصیات ضد باکتریایی نانونقره بررسی شد. حضور هیدروکسی پروپیل متیل سلولز سبب بهبود خصوصیات فیلم ها مانند کاهش جذب آب، نفوذپذیری به بخارآب و افزایش مقاومت کششی و استحکام آنها شد. با افزودن نانونقره تا ppm 2000 تفاوت معنی داری بین فیلم های با نانونقره و بدون نانونقره از نظر نفوذپذیری به رطوبت، مقاومت کششی و مدول یانگ وجود نداشت. اما افزودن نانونقره در غلظت های بالا (ppm4000) باعث کاهش در مقاومت کششی و مدول یانگ نانوکامپوزیت ها گردید و به عبارتی باعث تضعیف فیلم های تولیدی شد. همچنین غلظت بالای نانونقره نفوذپذیری را افزایش داد. خصوصیات ضدباکتریایی فیلم های تولیدی نیز با اندازه گیر ی قطر ناحیه روشن در آزمون نفوذ دیسک بررسی شد. در این آزمون از 3 نوع باکتری، شامل دو باکتری گرم مثبت باسیلوس سرئوس و استافیلوکوکوس اورئوس و یک باکتری گرم منفی اشرشیاکلی استفاده شد.
    کلید واژگان: نانونقره, نفوذپذیری, خصوصیات مکانیکی, نانوکامپوزیت, آنتی باکتریال}
    Fatemeh Rostami Abolverdi, Mehrdad Nia Kosari *, Seyed Mohammad Mahdi Dadfar
    Packing is a necessary steps to preserve the organoleptic, nutritional and Sanitary properties of food from production to consumption. Accumulation of irresolvable synthetic material Especially different types of packaging materials in nature In recent years has caused in recent years the use of biodegradable polymers strongly considered. In this study, possibility of Production of combining PVA and HPMC and their properties were studied. Finally, nano-composite films based on 80% PVA, and 20% HPMC contenting of the 1000, 2000 and 4000 ppm nanosilver were produced. Then characterization such as tensile, water vapor permeability, water uptake and were addition of Hydroxy Propyl Methyl Cellulose Improve the properties of films such as decrease water uptake, water vapor permeability and increase their strength and tensile strength. By addition of 2000 ppm nano silver to the film in some cases such as water vapor permeability, tensile strength, Young's modulus there was no Significant differenc e between the films with and without nano-silver. The nanocomposite films with high concentrations of nano-silver (4000 ppm) decrease the Young's modulus and tensile strength, In other words, leads to weakening the produced films. At high concentrations of nano-silver water vapor permeability increased. The antibacterial properties of nanocomposite films were evaluated by measuring the diameter of inhibition zone in a disk diffusion test against Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus), and Bacillus cereus (B. cereus).
    Keywords: Nano, silver, Water vapor permeability, Mechanical properties, Nano, composite, antibacterial}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال