بررسی خواص فیزیکومکانیکی و رهایش پلیمرهای کامپوزیتی حاوی آنتی‌اکسیدان طبیعی کاتچین

کیتوزان پلیمری طبیعی است که به طور معمول از پوسته کیتینی سخت پوستان دریایی استخراج می گردد و قابلیت تشکیل فیلم را دارد. پلی وینیل الکل پلیمری سنتزی و زیست تخریب پذیر است که می تواند در اختلاط با پلیمرهای طبیعی جهت بهبود ویژگی های ساختاری مورد استفاده قرار گیرد. تولید نانوذرات کیتوزان به روش ژل شدن یونی صورت گرفت و نانوذرات با میانگین اندازه 69/92 نانومتر و پتانسیل زتا 30/3+ میلی ولت جهت کاربرد در فیلم ترکیبی مورد استفاده قرار گرفتند. پس از اختلاط نسبت های مختلف پلی وینیل الکل با کیتوزان (1:3، 1:1 و 3:1)، محلول های حاصل با نسبت های مختلف نانوذرات (0، 2، 4، 6) میلی لیتر ژل کیتوزان در 100 میلی لیتر محلول فیلم مخلوط شدند و گلیسرول به نسبت 25 درصد وزنی / وزنی پودر خشک فیلم اضافه شد و سپس در قالب ریخته شد و در دمای 40 درجه سانتی گراد در آون خشک شدند. نتایج نشان داد که به طور کلی افزایش نسبت پلی وینیل الکل و کاربرد نانوذرات در ساختار پلیمر سبب بهبود ویژگیهای فیزیکومکانیکی فیلم ها گردید. نتایج طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه نشان داد که برخی برهمکنش ها بین شبکه پلیمری و نانوذرات صورت گرفته است. نتایج گرماسنجی وزنی نشان داد که افزودن نانوذرات سبب افزایش جزئی پایداری حرارتی پلیمر نسبت به نمونه شاهد بدون نانوذره شد. نتایج رهایش در محیط شبیه ساز مواد غذایی پرچرب و کم چرب نشان داد که با افزایش نسبت پلی وینیل الکل سرعت رهایش کاهش یافت. همچنین افزایش نسبت نانوذره تا نسبت np4 سبب کاهش سرعت رهایش شد. نتایج پژوهش حاضر می تواند در طراحی فرمولاسیون فیلم فعال جهت بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد.

Evaluation of physicomechanical and release properties composite polymers containing catechin natural antioxidant

Chitosan is a natural polymer that is typically extracted from the marine crustacean chitin shell and capable of film forming. Polyvinyl alcohol is a synthetic and biodegradable polymer that can be used in combination with natural polymers to improve structural properties. Chitosan nanoparticles were produced by ion gelation method and the nanoparticles with an average size of 69.92 nm and a zeta potential of + 30.3 mV were used for application in the composite films. After mixing different ratios of polyvinyl alcohol (P) with chitosan (C) (1: 3, 1: 1 and 3: 1), the resulting solutions with different ratios of nanoparticles (np) (0, 2, 4, 6) ml of chitosan gel In 100 ml of film forming solutions were mixed and glycerol was added to 25% w / w dry film powder and then poured into mold and dried in oven at 40 ° C. The results showed that increasing the ratio of polyvinyl alcohol and application of nanoparticles in polymer structure improved the physicomechanical properties of the films. Fourier transform infrared spectroscopy results showed that some interactions have taken place between the polymer network and the nanoparticles. Thermogravimetric analysis results showed that the addition of nanoparticles slightly increased thermal stability of the polymers compared control samples without nanoparticles. Release results in the highfat and lowfat food simulant showed that the release rate decreased with increasing polyvinyl alcohol ratio. Also, increasing the nanoparticle to np4 ratio decreased the release rate. The aim of this study was to determine the optimum ratio of two polymers and the amount of chitosan nanoparticles containing natural antioxidant catechin for use in food packaging.