بهینه سازی خواص مکانیکی و نوری نانوکامپوزیت های بر پایه پلی وینیل الکل به منظور بسته بندی مواد غذایی

در این پژوهش، برای بهبود ویژگی های فیلم های بر پایه پلی وینیل الکل (PVA) از دو نوع نانوذره دی اکسید تیتانیوم (TiO2) (1و2 درصد وزنی) و مونت موریلونیت (MMT) (2و 4 درصد وزنی) به صورت توام استفاده گردید و سپس تاثیر این دو نانوذره بر خواص مکانیکی (مدول یانگ و مقاومت کششی)، ویژگی های رنگ (تفاوت رنگ سنجی کل و ضریب سفیدی) و میزان عبور نور در فیلم ها توسط روش سطح پاسخ (RSM) مورد بررسی قرار گرفت. جهت تعیین مشخصات فیلم ها از تکنیک های مختلفی نظیر پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. الگوهای پراش X نشان دادند که نانوذرات به خوبی در ماتریس پلیمر پخش شده اند و ریز ساختار فیلم های PVA/TiO2 و PVA/MMT از نوع لایه لایه می باشد. همچنین میکروگراف های SEM توزیع خوبی از نانوذرات را در غلظت کم نشان دادند در حالی که در غلظت های بالا تجمع نانوذرات مشاهده شد. در این پژوهش اثر خطی نانوذرات MMT و اثر متقابل TiO2 و MMT بر مقاومت کششی معنی دار بود (05/0>P) در حالی که اثر خطی، درجه دوم و اثر متقابل هر دو نانوذره بر مدول یانگ معنی دار بود (01/0>P) و در حالت کلی مقادیر بهینه TiO2 و MMT به ترتیب 1% و 4% برای خواص مکانیکی به دست آمد. همچنین وجود هردو نانوذره در ماتریس پلیمر بر میزان عبور نور از فیلم و ΔE موثر و معنی دار بود (01/0>P). با بررسی سفیدی فیلم ها فیلم نانوکامپوزیتی با ترکیب 2% از TiO2 و 4% از MMT از نظر ظاهری سفیدتر از سایر نمونه ها و در حقیقت کدرتر گزارش شد. با بررسی نتایج مختلف آزمایشگاهی و تحلیل آن ها با روش سطح پاسخ نمونه بهینه از نظر خواص مکانیکی و فیزیکی نمونه ای با TiO2 5/0% و MMT 4%  پیشنهاد شد.