اثر مونت موریلونیت (mmt) بر مشخصه های ساختاری، نوری و حرارتی فیلم نانوکامپوزیتی نشاسته سیب زمینی تولید شده در ایران

در این تحقیق با استفاده از روش قالب ریزی، فیلم های نانوبیو کامپوزیتی نشاسته سیب زمینی نرم شده با گلیسرول حاوی چهار سطح نانورس مونت موریلونیت(0، 5/0، 1 و 2% وزنی وزنی نشاسته) تولید شدند. نتایج آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلی (dsc)، افزایش دماهای ذوب و انتقال شیشه ای و بهبود خواص حرارتی نانوبیو کامپوزیت در اثر افزودن نانورس را نشان داد. حضور 5 درصد نانورس در فیلم نشاسته سبب افزایش دمای انتقال شیشه ای و ذوب از °c 6/185 و °c 9/282 فیلم ps به ترتیب به °c 5/203 و °c 6/304 شده است. آزمون طیف سنجی uv-vis، برای مطالعه اثر حفاظتی فیلم های نانوبیوکامپوزیتی ps-mmt در مقابل پرتو های نور فرابنفش و مرئی مورد استفاده قرار گرفت. افزودن 5 درصد نانورس اثر معنی داری بر پارامترهای رنگی (l*، b* و a*)، اختلاف رنگ کلی (e∆) و اندیس سفیدی نداشت اما اندیس زردی را به طور معنی داری کاهش داد. با افزایش غلظت mmt در ساختار فیلم به 5 درصد، تغییر معناداری در میزان عبور پرتوهای نور مرئی و کدورت مشاهده نگردید اما میزان عبور پرتوهای فرابنفش نواحی uv-c، uv-b و uv-a به ترتیب بیش از  82، 38 و 11 درصد کاهش یافتند. بررسی ساختار شیمیایی، خواص توپوگرافی، زبری و فازی فیلم های نانوبیو کامپوزیتی توسط آزمون های طیف سنجی فروسرخ (ft-ir) و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) به ترتیب وجود پیوندهای هیدروژنی بین اجزاء تشکیل دهنده فیلم و پخش یکنواخت نانوصفحات رس در ماتریس نشاسته را نشان داد. از تصاویر توپوگرافی afm برای مطالعه مورفولوژی و زبری سطحی استفاده شد. فیلم ps دارای سطحی صاف و حداقل پارمترهای زبری بود. حضور 5 درصد نانورس سبب افزایش متوسط زبری (r_a) و انحراف معیار پروفیل ارزیابی شده (r_q) فیلم نشاسته خالص نرم شده از 4/32 و 9/39 نانومتر به ترتیب به 119 و 147 نانومتر گردید. تصاویر فازی afm توزیع یکنواخت نانورس در ماتریس نشاسته را تایید نمود.

The Effect of Montmorillonite (MMT) on Structural, Thermal and Optical Properties of Iranian Potato Starch Based Nanobiocomposite Films

In the present study, potato starch nanobiocomposites films plasticized with glycerol and containing four different montemorrillonite loading (0, 1, 3 and 5 wt% starch) were prepared via solution casting method. Differential scanning calorimetry (DSC) confirmed that the melting point and glass transition temperatures were increased and heat stability of the nanocomposites were improved. Upon 5% MMT loading, the glass transition and melting point of PS film were increased from 185.6  and 282.9  to 203.5 and 304.6, respectively. Colorimetry and UVVis spectroscopies were employed to evaluate the UV and visibleshielding efficiency of the PSMMT nanocomposite films. Incorporationof 5% MMT did not have significant effect on color parameters (L*, b* and a*), color differences (E) and whitness index, but decrease yellow index of the films. Presence of 5% MMT in film formulation successfully blocked more than 82, 38 and 11% of UVA, UVB and UVC lights, while opacity and transparency of the films were unchanged. Investigation of chemical structure of nanobiocomposite films by Fouriertransform infrared spectroscopy (FTIR) and Atomic force microscopy (AFM) and revealed the hydrogen bonds interactions between MMT and starch and uniform dispersion of MMTplatelets in the starch matrix, respectively. Also, AFM topography images were used to study the surface morphology and roughness of starch films. Plasticized starch (PS) film had smoother surfaces and a lower roughness parameter. Adding MMT to starch matrix caused to increase the average roughness (Ra) and the most frequently quantitative parameters of roughness (Rq) from 32.4 nm and 39.9 nm in PS film to 119 nm and 147 nm in PS5%MMT, respectively. The AFM phase images described the uniformity of the starchMMT mixtures.