وبلاگ

فصل چهارم: نتایج و بحث
۴-۱- ارزیابی کیفی فیلم­ها
۴-۱-۱- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص ظاهری فیلم­های ترکیبی
فیلم­های ترکیبی تهیه شده، فیلم­های کاملاً یکنواخت بودند که نانو دی اکسید تیتانیوم به طور یک دست در آن پخش شده بودند. سطح روی فیلم­ها براق بودند، فیلم­ها به راحتی و بدون هیچ ابزاری از سطح پلیت کاستینگ جدا شدند. ضخامت در نقاط مختلف تقریبا یکسان بوده و با افزایش درصد نانو ذرات تأثیری روی ضخامت فیلم­ها مشاهده نشد. این در حالی است که روی رنگ فیلم­ها تأثیر واضحی داشت­ .در بررسی حاضر فیلم­های کنترل آماده شده به صورت انعطاف­پذیر پایدار شفاف بودند. در حالی که فیلم­های حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم شیری رنگ روشن بودند و در ظاهر غیر شفاف بودند. افزایش در ظاهر رنگ شیری روشن و غیر شفاف با افزایش نانو ذره مشاهده شد.

شکل ۴- ۱: رنگ فیلم­های ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین با غلظت های متفاوت ( %۰، ۱%، ۳%، ۵%) نانو دی اکسید تیتانیوم
۴-۱-۲- بررسی اثر نانوذرات بر ضخامت فیلم­های ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین گاوی
برای اندازه ­گیری ضخامت فیلم­ها از ریزسنج دستی استفاده شد که ضخامت کلی فیلم­های نانو کامپوزیتی بدست آمده، بدون تغییر با اضافه کردن نانو ذرات باقی ماند. مقادیر میانگین ضخامت کلی فیلم ۱۳/۰-۱۵/۰ mm می باشد و در (جدول۴-۱) نشان داده شده است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

جدول ۴- ۱: میانگین ضخامت فیلم­های شاهد و نمونه های حاوی ذرات نانو دی اکسید تیتانیوم

ضخامت

نوع نمونه

^a02/0 ± ۱۳/۰

۰ % (نمونه شاهد)

^a01/0 ± ۱۳/۰

۱% نانو دی اکسید تیتانیوم

^a02/0 ± ۱۴/۰

۲% نانو دی اکسید تیتانیوم

^a ۰۱/۰ ±۱۵/۰

۳% نانو دی اکسید تیتانیوم

۰۲/۰ ± ۱۵/۰^a

۵% نانو دی اکسید تیتانیوم

داده ها بیانگر میانگین ± انحراف معیار می باشد. مشابه بودن حروف لاتین بیانگر عدم وجود اختلاف معنی دار بین میانگین ها در سطح احتمال ۵% می باشد.
۴-۲- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم­های ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین گاوی
۴-۲-۱- محتوای رطوبت، حلالیت در آب و قابلیت جذب آب
جدول ۴-۲ محتوای رطوبت، حلالیت در آب و قابلیت جذب آب را برای فیلم­های ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین و نمونه­های حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم را نشان می­دهد.
انحلال پذیری فیلم­ها یکپارچگی آن­ها در یک محیط آبی را نشان می­دهد. حلالیت بالاتر می ­تواند مقاومت آبی کمتری را نشان دهد. انحلال فیلم یک فاکتور مهم است که زیست تخریب پذیری فیلم­ها زمانی که برای بسته بندی استفاده می­شوند را نشان می­دهد. همچنین یک حلالیت کمتر فیلم­ها حین انبار مانی نیاز است. (مایزورا و همکاران، ۲۰۰۷).
همان گونه که مشخص است با اضافه کردن ذرات نانو در فیلم­های ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین، محتوای رطوبت ، حلالیت و میزان جذب آب به طور معنی داری (۰۵/۰p<) کاهش می­یابد. جذب رطوبت به دلیل گروه ­های هیدروکسیل موجود در نشاسته و ژلاتین است که با آب پیوند برقرار می­ کند. در این تحقیق با افزودن نانو ذرات در ماتریکس بایوپلیمر گروه ­های هیدروکسیل قابل دسترس برای مولکول­های آب کاهش پیدا می­ کنند. در نتبجه سبب کاهش خاصیت آبدوستی فیلم­های ترکیبی می­شوند.
حلالیت در آب یک فاکتور مهم در تعریف کاربردهای ممکن برای فیلم­های بایو پلیمر کامپوزیت است. بیشتر بایو پلیمرها در حالت طبیعی خود به رطوبت حساس و محلول در آب هستند که می­توان با روش­های مختلف مانند گنجانده شدن اجزای چربی از منشاء خوراکی در فیلم، کامپوزیت پروتئین– چربی، استفاده از نانو ذرات با ایجاد پیوند های عرضی حلالیت را کاهش داد (میلدا^[۱۴۸]، ۲۰۰۹).
همان گونه که از نتایج پیداست انحلال­پذیری فیلم­های بایو نانو کامپوزیتی با افزایش میزان نانو ذرات کاهش می یابد. ژلاتین خالص به علت آبدوست بودن به شدت محلول در آّب است. حضور پپتیدهای خطی در آب و شاید حلالیت بالا به پلاستیسایزرهای هیدروفیل (گلیسرول) نسبت داده شود که برای ایجاد انعطاف­پذیری کافی به فیلم­ها افزوده شده است. همچنین در تحقیقی که توسط هانگ چین وون^[۱۴۹] و همکاران در سال ۲۰۱۰، دریافتند که با افزایش محتوی نانو رس یا Sio₂، به فیلم های ژلاتین گاوی حلالیت در آب کاهش پیدا می­ کند. در ماتریکس نشاسته ssps / ژلاتین، ساپورت شده با نانو دی اکسید تیتانیوم نسبت به بایوکامپوزیت حلالیت کاهش قابل توجه­ای پیدا کرد. این یافته ها ممکن است به اثرات متقابل بین نانو دی اکسید تیتانیوم و نشاسته / ژلاتین در ساختار فیلم بایو پلیمر نسبت داده شود. (دام^[۱۵۰]، ۲۰۰۶)
فیلم­های خالص ترکیبی ( کنترل) آماده شده تا حد زیادی در آب قابل حل است که دلیل آن ماهیت آب دوستی ژلاتین می­باشد (حضور پپتیدهای قطبی در ژلاتین). با اضافه کردن نانو دی اکسید تیتانیوم به شبکه فیلم کاهش مشاهده شد. انحلال­پذیری در آب را می­توان به تشکیل پیوندهای هیدروژنی قوی بین شبکه نشاسته / ژلاتین و ذرات نانو نسبت داد. کاهش در انحلال­پذیری آب در فیلم­های ایزوله شده پروتیین سویا مشاهده شده (با انواع مختلف خاک رس) که در آن مقاومت آب بدلیل توسعه ساختار کامپوزیت پلیمری با مواد معدنی خاک رس بهبود یافته است ( لوهانکونجیت و نومهورم^[۱۵۱]، ۲۰۰۴). تانگ^[۱۵۲] و همکارانش (۲۰۰۷) پیشرفت­های اساسی در مقاومت آب نشاسته / فیلم­های قابل تجزیه زیستی نانو Sio2 / PVOH گزارش داده­اند که نتایج حاصل از این پژوهش نیز با نتایج آن­ها کاملا مشابه است. انحلال­پذیری پایین آب ویژگی مطلوبی برای بسته­بندی مواد غذایی است. چون فیلم­های بسته­بندی با چنین ویژگی می­توانند در برابر شرایط با رطوبت بالا مقاوم باشند. در این تحقیق با افزودن نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در ماتریکس پلیمر گروه های هیدروکسیل قابل دسترس برای مولکول های آب کاهش پیدا می­ کنند در نتیجه سبب کاهش خاصیت آبدوستی فیلم­های نشاسته ssps / ژلاتینی می­ شود.
در این تحقیق نانو ذرات به دلیل اندازه خیلی کوچک ­شان به آسانی می­توانند فضاهای خالی ماتریکس فیلم خلل و فرج دار را پر کنند لذا پخش آسان آب یا رطوبت مشکل می­ شود، در نتیجه سبب کاهش خاصیت آبدوستی فیلم­های ترکیبی می­ شود. کاهش محتوای رطوبت فیلم­های ترکیبی در اثر افزودن ذرات نانو را نیز می­توان به پر شدن فضاهای خالی بین بایوپلیمرها توسط نانو ذرات نسبت داد.
جدول ۴- ۲: محتوای رطوبت، درصد حلالیت و قابلیت جذب فیلم­های ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین حاوی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم.

محتوای رطوبت (در رطوبت نسبی ۵۸%)

درصد حلالیت

قابلیت جذب آب (گرم آب به ازای هر گرم ماده خشک)