فناوری مواد غذایی
مریم زمانیان؛ حسن صدرنیا؛ مهدی خجسته پور؛ فرشته حسینی؛ جولز تیبالت
چکیده
در این پژوهش، برای بهبود ویژگی‌های فیلم‌های بر پایه پلی‌وینیل الکل (PVA) از دو نوع نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2) (۱و۲ درصد وزنی) و مونت موریلونیت (MMT) (۲و ۴ درصد وزنی) به‌صورت توأم استفاده گردید و سپس تأثیر این دو نانوذره بر خواص مکانیکی (مدول یانگ و مقاومت کششی)، ویژگی‌های رنگ (تفاوت رنگ‌سنجی کل و ضریب سفیدی) و میزان عبور نور در فیلم‌ها ...
بیشتر
در این پژوهش، برای بهبود ویژگی‌های فیلم‌های بر پایه پلی‌وینیل الکل (PVA) از دو نوع نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2) (۱و۲ درصد وزنی) و مونت موریلونیت (MMT) (۲و ۴ درصد وزنی) به‌صورت توأم استفاده گردید و سپس تأثیر این دو نانوذره بر خواص مکانیکی (مدول یانگ و مقاومت کششی)، ویژگی‌های رنگ (تفاوت رنگ‌سنجی کل و ضریب سفیدی) و میزان عبور نور در فیلم‌ها توسط روش سطح پاسخ (RSM) موردبررسی قرار گرفت. جهت تعیین مشخصات فیلم‌ها از تکنیک‌های مختلفی نظیر پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. الگوهای پراش X نشان دادند که نانوذرات به‌خوبی در ماتریس پلیمر پخش شده‌اند و ریزساختار فیلم‌های PVA/TiO2 و PVA/MMT از نوع لایه‌لایه می‌باشد. همچنین میکروگراف‌های SEM توزیع خوبی از نانوذرات را در غلظت کم نشان دادند، درحالی‌که در غلظت‌های بالا تجمع نانوذرات مشاهده شد. در این پژوهش اثر خطی نانوذرات MMT و اثر متقابل TiO2 و MMT بر مقاومت کششی معنی‌دار بود (۰۵/۰>P)، درحالی‌که اثر خطی، درجه دوم و اثر متقابل هر دو نانوذره بر مدول یانگ معنی‌دار بود (۰۱/۰>P) و در حالت کلی مقادیر بهینه TiO2 و MMT به‌ترتیب ۱% و ۴% برای خواص مکانیکی به‌دست آمد. همچنین وجود هردو نانوذره در ماتریس پلیمر بر میزان عبور نور از فیلم و ΔE مؤثر و معنی‌دار بود (۰۱/۰>P). با بررسی سفیدی فیلم‌ها فیلم نانوکامپوزیتی با ترکیب ۲% از TiO2 و ۴% از MMT از نظر ظاهری سفیدتر از سایر نمونه‌ها و در حقیقت کدرتر گزارش شد. با بررسی نتایج مختلف آزمایشگاهی و تحلیل آنها با روش سطح پاسخ نمونه بهینه از نظر خواص مکانیکی و فیزیکی نمونه‌ای با TiO2 ۵/۰% و MMT ۴% پیشنهاد شد.
سید امیر اولیایی؛ بابک قنبرزاده؛ علی اکبر مویدی؛ پریسا پورثانی؛ سیده فاطمه موسوی بایگی؛ محمد رضا بخش امین
چکیده
در این پژوهش برای بهبود ویژگی‌های کاربردی فیلم‌های بر پایه نشاسته سیب‌زمینی نرم‌شده (PS) از نانوذرات سدیم مونت‌موریلونیت (MMT) در دو غلظت 3 و 5 درصد و تیتانیوم‌دی‌اکسید (TiO2) در سه سطح 5/0، 1 و 2 درصد (وزنی/ وزنی نشاسته) به‌صورت توأم استفاده شد و ویژگی‌های ساختاری و فیزیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون پراش پرتو X، تغییر نحوه پخش لایه‌های ...
بیشتر
در این پژوهش برای بهبود ویژگی‌های کاربردی فیلم‌های بر پایه نشاسته سیب‌زمینی نرم‌شده (PS) از نانوذرات سدیم مونت‌موریلونیت (MMT) در دو غلظت 3 و 5 درصد و تیتانیوم‌دی‌اکسید (TiO2) در سه سطح 5/0، 1 و 2 درصد (وزنی/ وزنی نشاسته) به‌صورت توأم استفاده شد و ویژگی‌های ساختاری و فیزیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. آزمون پراش پرتو X، تغییر نحوه پخش لایه‌های MMT از ورقه‌ای کامل در فیلم دوجزئی 5MMT-PS به ورقه‌ای بین‌لایه‌ای در فیلم‌های سه‌جزئی 5MMT-TiO2-PS را تأیید نمود. نتایج آزمون مکانیکی نشان داد که افزایش غلظت TiO2 در فیلم‌های PS-3%MMT باعث کاهش کشش‌پذیری و افزایش استحکام کششی شده است، اما در فیلم‌های PS-5%MMT، هر دو ویژگی مکانیکی فیلم کاهش یافته است. با افزودن MMT و TiO2 مقدار انحلال‌پذیری در آب و جذب رطوبت به‌طور معنی‌داری کاهش یافته است. همچنین نفوذپذیری نسبت به بخار آب کاهش معنی‌داری را از g/m.h.Pa7-10×84/5 در فیلم دوجزئی PS-3%MMT به g/m.h.Pa7-10×04/3 در فیلم سه‌جزئی 3MMT-2TiO2-PS نشان داد. نتایج آزمون زاویه تماس قطره آب، یافته‌های آزمون‌های جذب رطوبت، حلالیت در آب و نفوذپذیری نسبت به بخار آب را تأیید نمود و نشان داد که افزودن TiO2 سبب افزایش آبگریزی سطحی فیلم‌های نشاسته‌ای حاوی نانورس شده است به‌طوری‌که با افزودن 2 درصد تیتانیوم‌دی‌اکسید به فیلم PS-3%MMT و PS-5%MMT زاویه تماس قطره آب پس از 60 ثانیه به ترتیب 4 و 15 درجه افزایش یافت. نتایج این تحقیق حاکی از آن بود که خواص عملکردی فیلم های نشاسته را می توان با افزودن توأم نانوذرات MMT و TiO2 بهبود بخشید.
سید امیر اولیایی؛ بابک قنبرزاده؛ علی اکبر مویدی؛ فرهنگ عبّاسی
چکیده
در این پژوهش، فیلم‌های زیست نانو کامپوزیت نشاسته‌ی نرم‌شده (PS) حاوی نانولایه‌های دو بعدی سدیم مونت موریلونیت (MMT) و نانوذرات سه بُعدی دی اکسید تیتانیم (TiO2) به روش قالب ریزی تهیه شدند. توپوگرافی سطح و ساختار شیمیایی فیلم‌ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و طیف سنجی فروسرخ (FT-IR) مطالعه گردید. در آمیزه‌ی دوجزئی PS-MMT، لایه‌های ورقه‌ای ...
بیشتر
در این پژوهش، فیلم‌های زیست نانو کامپوزیت نشاسته‌ی نرم‌شده (PS) حاوی نانولایه‌های دو بعدی سدیم مونت موریلونیت (MMT) و نانوذرات سه بُعدی دی اکسید تیتانیم (TiO2) به روش قالب ریزی تهیه شدند. توپوگرافی سطح و ساختار شیمیایی فیلم‌ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و طیف سنجی فروسرخ (FT-IR) مطالعه گردید. در آمیزه‌ی دوجزئی PS-MMT، لایه‌های ورقه‌ای شده‌ی نانورس، به‌طور یکنواخت در ماتریس پلیمری پخش شده‌اند. تصاویر سه بعدی میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) توزیع یکنواخت‌تر نانورس و TiO2، زبری کمتر و سطح صاف‌تر ماتریس PS-3% MMT-TiO2 نسبت به فیلم‌های دوجزئی PS-3%MM را نشان داد. وجود پیوندهای هیدروژنی و برهم‌کنش‌های الکترواستاتیک بین نانورس و TiO2 با یکدیگر و با زنجیرهای نشاسته توسط پیک‌های مربوط به پیوند C-O-H در 1-cm 1142 و 1-cm 990 و افزایش پهنای باند و شدت جذب در ناحیۀ 1-cm800-500 در طیف سنجی فروسرخ (FT-IR) تأیید گردید. نتایج آزمون گرماسنج پویشی تفاضلی (DSC) نشان داد، افزایش غلظت TiO2 فیلم‌های PS-3%MMT باعث افزایش دمای ذوب و دمای انتقال شیشه ای (Tg) به‌ترتیب از 1/295 تا 3/306 درجه سانتی‌گراد و از 1/199 تا 6/207 درجه سانتی‌گراد گردیده است. افزایش غلظت نانورس تأثیر معنی‌داری بر پارامترهای رنگی فیلم نداشت، اما با افزایش 1% محتوی TiO2 در فیلم حاوی 3% نانورس، اختلاف رنگ کلی (ΔE) و اندیس سفیدی (WI) فیلم ها به‌ترتیب %6/86 و 76% افزایش یافته و از میزان سرخی وزردی آنها کاسته شد. به‌منظور بررسی کدورت و رفتار جذب پرتوهای نوری از اسپکتروفتومتری UV-Vis در دامنه طول موج nm 200-800 استفاده شد. نتایج نشان داد که می‌توان فیلم نانوکامپوزیتی حاصل را به‌عنوان ماده بسته‌بندی جهت حفاظت از محتویات در برابر پرتوهای نور UV و مرئی بکار برد.
