تولید فیلم‌های بر پایه نشاسته/ژلاتین به روش اکستروژن و افزایش در-جای آبگریزی آنها

فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر بر پایه نشاسته ذرت و ژلاتین گاوی با بکارگیری اکسترودر دوماردون همسوگرد و استفاده از آب و سوربیتول به عنوان دو نرم‌کننده تولید شد. به منظور بالا بردن آبگریزی از دو روش واکنشی بهره برده شد: یکی ایجاد پیوند شیمیایی با واکس پارافین با انیدرید مالئیک و دیگری استیله کردن با بهره‌گیری از انیدرید استیک. در هر دوی این روش‌ها اکسترودر به عنوان واکنش گاه بکار رفت. سپس، فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر از آمیخته‌های دوتایی نشاسته/ژلاتین و سه تایی نشاسته/ژلاتین/نشاسته پیوند خورده با پارافین و نیز نشاسته/ژلاتین/نشاسته پیوند خورده با انیدرید استیک با همان فرآیند اکستروژن ریخته‌گری شدند. فیلم‌ها از نظر خواص مکانیکی و سدگری در برابر رطوبت با استفاده از آزمون‌های کشش، زاویه تماس، جذب آب و تراوایی بخار آب ارزیابی و مقایسه شدند. نتایج نشان داد با وارد کردن نشاسته پیوند خورده با پارافین به آمیخته نشاسته/ژلاتین میزان آبگریزی بر اساس سه شاخص زاویه تماس با آب بیش از ° 28 افزایش، جذب آب 9 درصد کاهش و تراوایی بخار آب 4.2 درصد کاهش می‌یابد و در عین حال ویژگی‌های مکانیکی با آمیخته دوتایی نشاسته/ژلاتین قابل مقایسه است. از سوی دیگر در فیلم‌های تهیه شده از نشاسته/ژلاتین/انیدرید استیک در مقایسه با نشاسته/ژلاتین زاویه تماس ° 21 افزایش یافت و جذب آب 4.5 درصد کم شد، اما خواص مکانیکی افت کرد و تراوایی نسبت به بخار آب 3.5 درصد افزایش یافت.

production of starch/gelatin-based films using extrusion method and their in-situ hydrophobicity enhancement

biodegradable films based on corn starch and bovine gelatin were produced using a co-rotating twin screw extruder and water and sorbitol, both as plasticizers. to enhance hydrophobicity, two reactive methods were employed: one, chemical bonding of paraffin wax via maleic anhydride, and the other, acetylation through acetic anhydride. in both methods, the extruder served as a reactor. next, biodegradable films were cast from binary starch/gelatin, and ternary starch/gelatin/paraffin-grafted starch, as well as starch/gelatin/acetic anhydride-grafted starch blends, with the same extrusion process. the films were evaluated and compared in terms of mechanical and barrier properties against moisture, contact angle, water absorption, and water vapor permeation. results revealed that introducing paraffin-grafted starch into the starch/gelatin blend improved hydrophobicity according to three criteria: a 28° rise in water contact angle, a 9 percent decrease in water absorption, and a 4.2 percent lessening in water vapor permeation, while the mechanical properties were comparable to the binary starch/gelatin blend. on the other hand, in films from starch/gelatin/ acetic anhydride-grafted starch compared to starch/gelatin, the contact angle increased by 21° and water absorption decrease by 4.5 percent, but the mechanical properties were deteriorated, and water vapor permeation elevated by 3.5 percent.