عنوان پایان‌نامه
بهبود خصوصیات فیزیکوشیمیایی و مکانیکی فیلم‌های زیست تخریب پذیر بر پایه پروتئین‌های آب پنیر کفیران با استفاده از نانو ذرات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5058;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54885
- تاریخ دفاع
- ۲۵ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- محسن زلفی
- استاد راهنما
- فرامرز خدائیان چگنی
- چکیده
- در این پژوهش در مرحله اول، فیلم ترکیبی Kefiran-WPI با 4 نسبت مختلف (70/30، 50/50، 30/70، 10/90) به روش کستینگ ساخته شد. خواص فیزیکی فیلمها شامل ضخامت، میزان رطوبت، حلالیت در آب،نرخ عبور بخار آب و خواص مکانیکی آنها شامل درصد افزایش طول در لحظه پاره شدن و مقامت کششی اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که نسبت بهینه برای تهیه فیلم ترکیبی، نسبت 50/50 از کفیران و WPIمیباشد. در مرحله بعد، اثر افزودن نانوذرات مونت موریلونیت (Cloisite Na+)و دی اکسید تیتانیوم روی نانوکامپوزیتهای تهیه شده از بیوپلیمرهای زیست تخریب پذیر کفیران و WPIمورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور نانوکامپوزیتهای Kefiran-WPIبا افزودن درصدهای 1، 3 و 5 از هرکدام از نانوذرات اشاره شده تولید شدند. نحوه پراکنش نانوذرات در بستر پلیمری، ویژگیهای سطحی، خواص حرارتی، خواص مکانیکی فیلمها، نفوذ پذیری نسبت به بخارآب، درصد جذب رطوبت، حلالیت در آب، محتوای رطوبت، رنگ، شفافیت و ضخامت به ترتیب بوسیله آزمون پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی،کالریمتری روبشی افتراقی،دستگاه آنالیز خصوصیات مکانیکی، هانترلب، لوکسومتر و میکرومتر مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده بیانگر این است اثر این نانوذرات بر حسب ماهیت و درصد استفاده شده متفاوت میباشد. ذرات نانورس باعث تغییر چشمگیر حلالیت، درصد جذب رطوبت و محتوای رطوبت فیلمها شد ولی تاثیر چندانی بر رنگ و شفافیت نداشت. علاوه بر این روی نفوذپذیری به بخارآب، خواص مکانیکی و حرارتی اثر بهبود دهندگی چشمگیری داشته و این اثرات با افزایش درصد نانورس خود را نشان میداد. بررسی ریز ساختار و نتایج XRDتفکیک صفحات رس و اینترکالیت و اکسفولیت مناسب آنها در بستر پلیمر و فعل و انفعال قوی بین این صفحات و ماتریس پلیمری را تایید میکند. در مقابل رفتار نانوذرات دی اکسید تیتانیوم برعکس نانوذرات رس بوده و بیشتر اثر پلاستیسایزری از خود نشان داد، به طوری که افزودن این نانوذره باعث کاهش استحکام کششی و افزایش کشیدگی فیلمها شد. نقطه TgوTmکامپوزیتها با افزایش درصد افزودنی روند نزولی نشان دادند. همچنین نانوذرات دی اکیسد تیتانیوم باعث تغییر معنیداررنگ و شفافیت نانوکامپوزیتهای تولیدی شده است.
- Abstract
- In the current study, kefiran-WPI composites (30:70, 50:50, 70:30 and 90:10) were made by casting method. Physical properties such as thickness, moisture content, solubility in water, water vapor permeability and mechanical properties containing percent elongation at break and tensile strength were measured. Based on the results, the optimum ratio of composite was 50:50 kefiran-WPI. In the next step, the effect of montmorilonit (cloisite Na+) and Tio2 nanoparticles on optimum kefiran-WPI composite was evaluated. Each nanoparticle was added at 1, 3 and 5 percent to film forming solution. Nanoparticle diffraction in composite matrix, surface, thermal and mechanical properties of composites, water vapor permeability, water absorption, moisture content, color, transparency and thickness were carried out by X-Ray diffraction (XRD), surface electron microscopy (SEM), differential scanning colorimetry, Testometric machine, haunter lab, lux meter and micrometer, respectively. The results show the effect of nanoparticles on composite depends on kind of nanoparticle and level of incorporation. Nano clay particles changed composite solubility, water absorption and moisture content but did not influence color and transparency. In addition, WVP, mechanical and thermal properties improved significantly. SEM and XRD results confirmed suitable intercalation and exfoliation of nano clay particles in polymer and strength interactions between them. In contrast, Tio2 nanoparticles showed plasticizer effect, decreased tensile strength and increased elongation at break. Tg and Tm of composites decreased by addition of Nano reinforcements. Tio2 nanoparticles changed color and transparency of nanocomposites too.
