سنتز و مطالعه خواص ساختاری، فیزیکی و ضدمیکروبی اکسید روی و نانوکامپوزیت پلیمری (PVA/ZnO)جهت بسته‌بندی مواد غذایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• الهام قاروی آهنگر ¹
• محمدحسین عباسپورفرد ²
• ناصر شاه طهماسبی ³
• مهدی خجسته پور ²

¹ فردوسی مشهد

² دانشگاه فردوسی مشهد

³ دانشکده علوم دانشگاه فردوسی مشهد

https://doi.org/10.22067/ifstrj.v1394i2.26056

چکیده

دراین مطالعه، نانوذرات و نانوکامپوزیت پلیمر اکسید روی برای تهیه فیلم به‌منظور بسته‌بندی مواد غذایی سنتز شدند و خواص ساختاری، فیزیکی و ضدمیکروبی آن‌ها موردبررسی قرار گرفت. سنتز نانوذرات با روش سل-ژل انجام شد. آنالیز ساختاری توسط آزمون پراش پرتو ایکس تشکیل فاز نانواکسید روی را نشان داد. پس از سنتز نانوذرات با استفاده از تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری مورفولوژی نانوذرات بررسی شد که نشان داد نانوذرات به‌شکل نسبتاً کروی و اندازه متوسط آن‌ها بین 20 تا 25 نانومتر است. برای تهیه نانوفیلم، نانوذرات اکسید روی در سه سطح 1، 3 و 5 درصد به ماتریس پلی‌وینیل الکل که به‌روش فرآوری محلول تهیه شد، اضافه گردید. نحوه پراکنش نانوذرات در بستر پلیمری و ویژگی سطحی نانوفیلم به‌ترتیب با استفاده از آزمون پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی موردبررسی قرار گرفت. نمای سطحی فیلم نشان داد که در همه سطوح غلظت نانواکسید روی در بستر پلیمری به‌طور یکنواخت پخش شد . با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز در طول موج حدود 1 cm- 558 پیوند Zn-O درهمه غلظت‌های نانوذرات برقرار است. با افزایش غلظت نانوذرات از یک درصد به سه درصد مقاومت کششی فیلم‌ها حدود 11 درصد افزایش یافت. همچنین افزایش غلظت نانوذرات از صفر درصد تا 5 درصد باعث کاهش رطوبت به‌میزان 20 درصد گردید. با افزودن نانوذرات اکسید روی به پلی‌وینیل الکل خاصیت ضدمیکروبی خوبی از خود نشان دادند، به‌طوری‌که با افزایش غلظت نانوذرات این ویژگی افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

• نانواکسید روی
• سل-ژل
• پلی‌وینیل الکل
• نانوفیلم پلیمر

عنوان مقاله [English]

Synthesis and study of structural, physical and anti-microbial properties of ZnO nanoparticles and polymer nanocomposite (PVA/ZnO) for food packaging

نویسندگان [English]

• Elham Gharoyi ¹
• Mohammad Hossein Abaspour fard ²
• Nasser Shahtahmassebi ³
• Mehdi Khojastehpour ²

¹

² Ferdowsi University of Mashhad

³

چکیده [English]

In this study, ZnO nanoparicles and polymer nanocomposite were synthesized for film preparing of food packaging. The structural, physical and anti-microbial properties were then studied. ZnO nanoparticles were synthesized by sol- gel method. The Structural analysis by XRD verified the formation of zinc oxide phase. TEM images showed that the nanoparticles are spherical shape and their average size between 20 to 25nm. To prepare nanofilm, Zno nanoparticles were added at three concentration levels of 1,3 and 5%wt to the PVA matrix which prepared by solution processing method. SEM images of the film showed that in all samples the nanoparticles were distributed well in the polymer matrix. With using the Fourier Transmission Infrared (FTIR) at a wave length of 558cm- 1 Zn-0 band at all of nanoparticle concentrations were establish. The effect of inserting ZnO on the mechanical and antibacterial properties and moisture content of the PVA were also investigated. The increase of ZnO concentration in PVA from one to three percents causes the increase of tensile strength by 11% .The moisture content reduced up to 20%, when nanoparticles concentration increases from zero to five percents. Furthermore, by adding ZnO on PVA the antibacterial activity of the composite film was further improved.

کلیدواژه‌ها [English]

• nano ZnO
• Sol-gel
• nano film
• pva