اصلاح کامپوزیت نشاسته-اسید اولئیک با استفاده از روش اصلاح نوری تشدیدیافته به کمک نانو دی اکسید تیتانیوم: بررسی خصوصیات کاربردی در بسته بندی مواد غذایی

در میان پلیمرهای زیست تخریب پذیر، استفاده از نشاسته به علت قیمت ارزان و دسترسی آسان از اهمیت به سزایی برخوردار است، اما به علت مقاومت کم و آبدوستی زیاد در این بیوپلیمر، هنوز استفاده از آن در صنعت بسته بندی عملیاتی نشده است. هدف از این پژوهش، اصلاح ویژگی های آبدوستی و مکانیکی فیلم نشاسته با استفاده هم زمان از اسید اولییک، نانو دی اکسید تیتانیوم (TiO2) و پرتو فرابنفش (UV-C) بود. در این پژوهش، محلول نشاسته- اسیداولییک- TiO2 تهیه؛ و به منظور بهبود خصوصیات کاربردی آن، این محلول در بازه های زمانی (صفر، 30، 60 و 90 دقیقه) توسط پرتوUV-C  اصلاح گردید، سپس فیلم آن به روش قالب گیری محلول تهیه شد. جهت بررسی خصوصیات کاربردی فیلم در بسته بندی مواد غذایی ضخامت، مقاومت مکانیکی، زاویه تماس، نفوذپذیری نسبت به بخارآب، جذب رطوبت، محتوای رطوبت و حلالیت فیلم ها مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون ها در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا، و نتایج آن به روش دانکن مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند، که با افزودن اسید اولییک و TiO2 به محلول نشاسته، زاویه تماس به طور قابل ملاحظه ای از 26/72 به 34/90 درجه افزایش و نفوذپذیری نسبت به بخارآب و جذب رطوبت فیلم های نشاسته ای کاهش می یابد. در مطالعه خواص مکانیکی نیز مشاهده شد که با افزودن اسید اولییک و TiO2، مقاومت کششی و الاستیسیته کاهش و کشش پذیری و انرژی کششی تا لحظه پاره شدن افزایش یافته است. با اعمال پرتودهی در بازه زمانی کوتاه مدت (30 دقیقه)، تمامی پارامترهای مربوط به خواص مکانیکی افزایش، و حلالیت به آب و جذب رطوبت فیلم های نشاسته ای کاهش یافتند. به نظر می رسید، استفاده همزمان از UV-C و TiO2 باعث بهبود اثر پرتو UV-C جهت ایجاد اتصالات عرضی در ماتریس بیوپلیمر به صورت نشاسته- نشاسته و نشاسته- اسید اولییک شود؛ با این حال، استفاده از TiO2 باعث تشدید اثر پرتوی UV-C و تسریع تغییرات آن در بازه زمانی کوتاه تری (30 دقیقه) شد. به طور کلی به منظور بهبود خاصیت آبگریزی وخواص مکانیکی فیلم نشاسته، استفاده از اسید اولییک و TiO2 به صورت توام بهترین نتایج این پژوهش را در برداشته است. از این رو یک گام رو به جلو برای استفاده صنعتی از نشاسته در بسته بندی مواد غذایی به حساب می آید.