اثر نانوذرات روی اکسید بر خواص مکانیکی، گرمایی و زیست تخریب پذیری فیلم های زیست کامپوزیتی بر پایه ژلاتین

محدودیت اصلی زیست پلیمرها در مقایسه با پلیمرهای پایه نفتی، خواص مکانیکی و فیزیکی ضعیف آنهاست. در سال های اخیر تلاش هایی انجام شده تا با جادادن مناسب نانوذرات در پلیمر این مشکل برطرف شود و با بهبود نسبی خواص فیزیکی و مکانیکی این فیلم ها، محدودیت استفاده از آن ها در صنعت بسته بندی تا حد زیادی از بین برود. هدف پژوهش حاضر، جادادن نانوذرات روی اکسید در فیلم های نانوکامپوزیتی بر پایه زیست پلیمر ژلاتین به منظور بهبود خواص فیزیکی، مکانیکی و گرمایی آن ها بود.

فیلم های نانوکامپوزیتی بر پایه ژلاتین با افزودن مقادیر مختلف نانوذرات روی اکسید (0، 0.5، 1.5 و %3) با روش شناخته شده قالب گیری تهیه شدند. با انجام آزمون های مختلف خواص مختلف فیلم های نانوکامپوزیتی تهیه شده شامل ضخامت، چگالی، تراوایی بخار آب، خواص مکانیکی، درجه شفافیت، ویژگی های رنگی و در نهایت مقدار زیست تخریب پذیری بررسی شد

نتایج نشان داد، با افزایش غلظت نانوذرات روی اکسید استحکام کششی زیست فیلم افزایش و ازیاد طول تا پارگی کاهش یافت. نتایج آزمون های فیزیکی نشان داد، با افزایش غلظت نانوذرات تراوایی به بخار آب از 0.76 به 0.48 کاهش یافت. جاددادن نانوذرات روی اکسید بر شفافیت زیست فیلم موثر بوده و شفافیت با افزایش غلظت نانوذرات کاهش یافت. افزودن نانو ذرات به فیلم های برپایه ژلاتین موجب افزایش خواص گرمایی شامل دماهای انتقال شیشه ای (Tg) و ذوب (Tm) شد. همچنین پایداری گرمایی زیست فیلم ها از 533.38 (در %0.5 نانوذرات) به 559.53 درجه سلسیوس (در %1.5 نانوذرات) افزایش یافت. افزون بر این، نتایج بررسی زیست تخریب پذیری در خاک و نور نشان داد، با افزایش غلظت نانوذرات، زیست تخریب پذیری فیلم ها کاهش یافت. این نتیجه به دلیل افزودن نانوذرات است که موجب استحکام پیوند قوی تر میان اجزای ترکیب و تاخیر در زیست تخریب پذیری می شود.