مطالعه تاثیر غلظت نانو ذرات اصلاح شده رس بر برخی ویژگی های ریزساختاری و فیزیکی نانوکامپوزیت پلی اتیلن ترفتالات/ نانورس

نشریه پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 10، دوره 13، شماره 1 - شماره پیاپی 43، فروردین و اردیبهشت 1396، صفحه 117-128   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v1395i0.48411

نویسندگان

نازیلا دردمه؛ اصغر خسروشاهی؛ هادی الماسی؛ محسن زندی^*

گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه ارومیه.

چکیده

هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر افزودن نانورس بر خصوصیات مکانیکی، رنگ سنجی و شفافیت فیلم های پلی اتیلن ترفتالات بود. بدین منظور نانوکامپوزیت بر پایه پلی اتیلن ترفتالات حاوی 1%، 3% و 5% وزنی نانورس اصلاح شده (Cloisite 15A) با روش مخلوط مذاب تهیه شد. نتایج طیف‌سنجی FTIR ایجاد پیوند بین گروه های سطحی هیدروکسیل موجود در نانورس با گروه های انتهایی هیدروکسیل و کربوکسیل در زنجیره پلی اتیلن ترفتالات خالص و در نتیجه تشکیل موفق نانوکامپوزیت حاوی نانورس را تایید نمود. نتایج آزمون مکانیکی نشان داد بیشترین مقدار مدول یانگ مربوط به نانوکامپوزیت حاوی 3 درصد وزنی نانورس می باشد که حدود 8 مگاپاسکال افزایش یافته است. همچنین افزودن نانو رس تا سطح 3 درصد میزان نفوذپذیری بخار آب را حدود 5/83 درصد نسبت به فیلم پلی اتیلن ترفتالات خالص کاهش می دهد. اگرچه با افزودن نانورس از شفافیت فیلم های نانوکامپوزیتی حاصل کاسته شده، با این حال افزودن این نانو ذرات سبب کاهش درصد عبور امواج در هر سه ناحیه UV شد که باعث بهبود اثر حفاظتی فیلم به عنوان بسته بندی مواد غذایی می گردد.

کلیدواژه‌ها

پلی اتیلن ترفتالات؛ نانورس؛ نانوکامپوزیت؛ خواص مکانیکی؛ تراوایی نسبت به بخار آب

مراجع

الماسی، ه.، قنبرزاده، ب.، و پزشکی نجف آبادی، ا. (1389). بهبود ویژگیهای فیزیکی فیلمهای زیست تخریب پذیر نشاسته و فیلمهای مرکب نشاسته و کربوکسی متیل سلولز. فصلنامه علوم و صنایع غذایی، (6)3، 11-1.

پروین زاده گشتی، م.، مرادیان، س. رشیدی، ا. و یزدانشناس، م. (1391). اثر نوع نانوسیلیس بر خواص نانوکامپوزیت پلی اتیلن ترفتالات- سیلیس. مجله علوم و تکنولوژی پلیمر، (3)25، 219-203

Alipour, A., Naderi, G., & Bakhshandeh, G. (2011). "Elastomer Nanocomposites Based on NR/ EPDM/ Organoclay: Morphology and Properties. Int.Polym. Proc, 26, 48-55.

Giraldi, A., Bizarria, M., Silva, A., Velasco, J., d’A´ vila, M., & Mei, L. (2008). Effects of Extrusion Conditions on the Properties of Recycled Poly(Ethylene Terephthalate)/Nanoclay Nanocomposites Prepared by a Twin-Screw Extruder. Journal of Applied Polymer Science, 108, 2252–2259 .

Parvinzadeh, M., Moradian, S., Rashidi, A., & Yazdanshenas, M.-E. (2010). Effect of the Addition of Modified Nanoclays on the Surface Properties of the Resultant Polyethylene Terephthalate/Clay nanocomposites. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 49, 874–884.

Ammala, A., Ammala, C., & Dean, K. (2008). Poly(ethylene terephthalate) clay nanocomposites: Improved dispersion based on an aqueous ionomer. Compos. Sci. Technol., 68, 1328–1337.

Bandyopadhyay, J., & Ray, S. (2012). Clay-containing poly(ethylene terephthalate) PET-based polymer nanocomposites. woodhead publishing limited.

Barber, G., Calhoun, B., & Moore, R. (2005). Poly(ethylene terephtha-late) ionomer based clay nanocomposites produced via melt extrusion. Polymer, 46, 6706–6714.

Bikiaris, D., Karavelidis, V., & Karayannidis, G. (2006). A New approach to prepare poly(ethylene terephthalate)=silica nanocomposites with increased molecular weight and fully adjustable branching or cross-linking by SSP. Macromol. Rapid Commun, 27, 1199–1205.

Brezinski, D. (1991). An Infrared Spectroscopy Atlas for the Coatings Industry. Pennsylvania: Federation of Societies for Coating Technology.

Calcagno , C., Mariani , C., Teixeira, S., & Mauler, R. (2007). The effect of organic modifier of the clay on morphology and crystallization properties of PET nanocomposites. Polymer , 48 , 966-974.

Casariego, A., Souza, B., Cerqueira, M., Teixeira, J., Cruz, L., Diaz, R., & Vicente, A. (2009). Chitosan/clay films’ properties as affected by biopolymer and clay micro/nanoparticles’ concentrations. Food Hydrocolloids, 23(7), 1631-2030.

Dardmeh, N., Khosrowshahi, A., Almasi, H., & Zandi, M. (2017). Study on effect of the polyethylene terephthalate /nanoclay nanocomposite film on the migration of . Journal of Food Process Engineering, 40(1), 1-9.

Fischer , H., Gielgens, L. H., & and Koster, T. (1999). Nanocomposites from Polymers and Layered Minerals. Acta Polym, 50, 122-126.

Ghanbari, A., Heuzey, M. C., Carreau, P. J., & Ton-That, M. T. (2013). Morphological and rheological properties of PET/clay nanocomposites. Rheol Acta, 52, 59-74.

Guillard , V., Chevillard, A., Gastaldi, E., Gontard, N., & Angellier-Coussy, H. (2013). Water transport mechanisms in wheat gluten based (nano)composite materials. European Polymer Journal, 49, 1337–1346.

Hongping, H., Ray , F., & Jianxi, Z. (2004). Infrared study of HDTMA+ intercalated montmo- rillonite, Spectrochim. 60, 2853–2859.

Kim, K., Kim, K. H., Huh, J., & Jo, W. H. (2007). Synthesis of Thermally Stable Organosilicate for Exfoliated Poly(ethylene terephthalate) Nanocomposite with Superior Tensile Properties. Macromolecular Research, 15(2), 178-184.

Kim, S.-g. (2007). PET nanocomposites development with nanoscale materials. Toledo university.

Kračalik, M., Mikešova, J., Puf, R., Baldrian, J., Thomann, R., & Friedrich, C. (2007). Effect of 3D structures on recycled PET/organoclay nanocomposites. Polymer Bulletin, 58, 313–319.

Laia, M., Chang, K., Huang, W., Hsua, S., & Yeha, J. (2008). Effect of swelling agent on the physical properties of PET–clay nanocomposite materials prepared from melt intercalation approach. J. Phys. Chem. Solids, 69, 1371–1374.

Material, S. T. (1995). E96-95. Annual Book of ASTM, Philadelphia, American Society for Testing and Materials, .

Park, H., Li, X., Un, C., Park, C., & Cho, W. (2002). Preparation and properties of biodegradable thermoplastic starch/clayhybrids. Macromolecule Materials and Engineering, 287, 553-558.

Parvinzadeh Gasht, M., & Moradian, S. (2012). Effect of Nanoclay Type on Dyeability of Polyethylene Terephthalate/Clay Nanocomposites. Journal of Applied Polymer Science, 125, 4109–4120.

Pavlidoua, s., & Papaspyridesb, C. (2008). A review on polymer–layered silicate nanocomposites. Progress in Polymer Science, 33, 1119-1198.

Pisano, C., & Figiel, Ł. (2013). Modelling of morphology evolution and macroscopic behaviour of intercalated PET–clay nanocomposites during semi-solid state processing. Composites Science and Technology, 75, 35–41.

Scaffaro, R., Botta, L., Ceraulo, M., & La Mantia, F. P. (2011). Effect of Kind and Content of Organo-Modified Clay on Properties of PET Nanocomposites. Journal of Applied Polymer Science, 122, 384–392 .

Tang, X. (2008). Use of extrusion for synthesis of starch-clay nanocomposites for biodegradable packaging films. PhD thesis, Food science institute, College of agriculture, Kansas state university.

Veiga Barbosa, C., & Machado Viana, J. (2010). Nano- and Multiscale Polymer Composites. Universidade do Minho TECNA SOE1/P1/E184.

Zúniga, R., Skurtys, O., Osorio, F., Aguilera, J., & Pedreschi, F. (2012). Physical properties of emulsion-based hydroxypropyl methylcellulose films:Effect of their microstructure. Carbohydrate Polymers, 90, 1147–1158