بهینه سازی تولید بیوکامپوزیت نشاسته ترموپلاستیک با پرکننده سلولز

مقدمه: مشکل عمده دانشگاه و صنعت آلودگی پلاستیک ها به ویژه با کاربرد بسته بندی ست. بیوکامپوزیت زیست تخریب پذیر نشاسته به دلیل قیمت پایین، فراوانی و زیست تخریب پذیری جایگزین مناسبی برای نشاسته است. هدف: در این پژوهش با استفاده از نشاسته ذرت و تقویت کننده طبیعی سلولز از ۰ تا ۲۰ درصد و نسبت های مختلف نرم کننده گلیسرول/سوربیتول از ۱۰ تا ۲۰ درصد به روش اختلاط مذاب با اکسترودر دو مارپیچ ورق های مختلف نشاسته تولید گردید. روش کار: در این مطالعه تاثیر سلولز به عنوان یک عامل تقویت کننده و نسبت های متفاوت گلیسرول/سوربیتول به عنوان نرم کننده برای بهبود خواص در بیوکامپوزیت نشاسته مورد بررسی قرار گرفت. نقطه بهینه بیوکامپوزیت نشاسته توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت بدست آمد و آزمون های ساختاری XRD، TGA بر روی نمونه بهینه انجام شد. نتایج: نقطه بهینه تیمار با ۵ درصد سلولز و درصد ۵/۱۷ از هرکدام از نرم کننده ها بود که نفوذپذیری به بخارآب معادل۱۰-۱۰×۸۱/۷ gs-۱m-۱Pa-۱، استحکام کششی ۸۵/۰ مگاپاسکال، مدول یانگ ۵۶/۳۷۷ مگاپاسکال و افزایش طول تا نقطه شکست ۰۸/۷ درصد داشت. دمای انتقال شیشه ای بیوکامپوزیت نشاسته بهینه به حدود ۱۳۰ درجه سانتیگراد افزایش یافت. اگرچه XRD بیوکامپوزیت بهینه پیک های تیزی مبنی بر وجود کریستال هایی را نشان داد، ولی نتایج وزن سنجی حرارتی نشان داد که بیوکامپوزیت بهینه در حدود ۳۰۰ تجزیه می شود با توجه به دمای تجزیه نشاسته طبیعی که ۲۲۰ درجه سانتیگراد است، مقاومت حرارتی آن را می توان به وجود سلولز در ساختارش نسبت داد. نتیجه گیری نهایی: نتیجه گیری می شود که تیمار با %۵ سلولز و % ۵/۱۷ گلیسرول و % ۵/۱۷ سوربیتول (تیمار شماره ۱۱) به عنوان یک نقطه بهینه این مدل در نظر گرفته می شود. با در نظرگیری نقطه بهینه در این تحقیق، به نظر می رسد که سلولز، گلیسرول و سوربیتول اثرات مثبتی بروی صفات بیوکامپوزیت نشاسته دارند. نتایج حاصل از این پژوهش می-تواند دریچه جدیدی به سوی استفاده از بسته بندی های زیست تخریب پذیر در صنایع غذایی جهت بهبود کیفیت و ایمنی مواد غذایی و کاهش زباله های حاصل از غذا بگشاید.

کلیدواژه ها:

بیوکامپوزیت نشاسته ، بهینه سازی ، مدول یانگ ، سلولز ، نرم کننده