تهیه و بررسی خواص فیزیکی، مکانیکی و ضدمیکروبی فیلم‌های نانوکامپوزیت پلی‌اتیلن سبک حاوی نانوذرات نقره، اکسید روی و اکسید مس

هدف از این مطالعه تولید فیلم‌های نانوکامپوزیتی بر پایۀ پلی‌اتیلن سبک حاوی نانوذرات فلزی شامل نقره (ag)، اکسید روی (zno)، و اکسید مس (cuo) و بررسی خواص مکانیکی و ضدمیکروبی آنها به‌عنوان فیلم‌های فعال در بسته‌بندی مواد غذایی برای کاهش شدت فرایندهای لازم در صنایع غذایی و میزان نگهدارنده‌های شیمیایی در غذا بود. در این پژوهش نانوذرات فلزی با یک‌درصد وزنی به فیلم‌های پلی‌اتیلنی که به روش اکستروژن مذاب تهیه شدند، اضافه شد. برای بررسی مورفولوژی سطح شکست نانوکامپوزیت از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. خواص مکانیکی فیلم با اندازه‌گیری استحکام کششی و ازدیاد طول تا نقطۀ شکست بررسی شد. میکروسکوپ الکترونی روبشی پخش همگن نانوذرات را در بافت پلیمری نشان داد. بررسی خواص مکانیکی فیلم‏ها نشان داد که فیلم‌های حاویag  بالاترین استحکام کششی و فیلم‌های حاوی cuo بیشترین ازدیاد طول تا نقطۀ شکست را داشتند. فیلم‌های دارای نانوذرات zno بیشترین میزان اشعۀ فرابنفش را جذب کردند. در بررسی خواص ضدمیکروبی فیلم‏ها که به روش شمارش کلنی انجام شد، کاهش 9/99 و 90درصدی به ترتیب در تعداد باکتری‌های اشریشیاکلی و استافیلوکوکوس‌اورئوس برای همۀ فیلم‏ها مشاهده شد. نانوذرات zno در مقابل استافیلوکوکوس‌اورئوس و نانوذرات cuo و ag در برابر اشریشیاکلی موثرتر بودند.

Production and investigating the physical, mechanical and anti-microbial characteristics of LDPE nano-composite packaging films incorporating Ag, ZnO and Cuo nanoparticles

The main objective of this study was to produce LDPE active films containing metallic nanoparticles (Ag, ZnO and CuO) and to investigate their physical, mechanical and antimicrobial characteristics. Three types of metallic nanoparticles at concentrations of 1% (w/w) were added to low density polyethylene (LDPE) and the films were prepared using melt extrusion technique. SEM results indicated rather uniform distribution of nanoparticles in polymeric matrix. Ag containing film showed highest tensile strength and Cu containing film showed the highest elongation to break values. Films containing ZnO nanoparticles had the highest UV absorption. A 99.9% reduction in Escherichia coli and a 90% reduction in Staphylococcus aureus were observed for films containing all nanoparticles which were evaluated by colony counting. However, ZnO nanoparticles were more effective in retarding the growth of S. areus and Ag and Cuo were more effective for E. coli.