تولید و بررسی خصوصیات فیزیکو‌شیمیایی فیلم نانوکامپوزیت بر پایه کربوکسی متیل سلولز حاوی اینولین و نانوالیاف سلولز

امروزه کاربرد پلیمر های زیست تخریب پذیر به علت خصوصیات مطلوب آن ها، به ویژه در زمینه بسته بندی مواد غذایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه تهیه و بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی فیلم نانوکامپوزیت بر پایه کربوکسی متیل سلولز حاوی اینولین و نانوالیاف سلولز بود. بدین منظور از اینولین در سه غلظت متفاوت (0، 10 و 20 درصد) و نانوالیاف سلولز در سه سطح (0، 2.5 و 5 درصد) بر اساس وزن خشک کربوکسی متیل سلولز، در تهیه نانوکامپوزیت ها استفاده شد و ضخامت،  نفوذ پذیری نسبت به بخار آب (wvp)، زاویه تماس، خواص مکانیکی نمونه های فیلم مورد ارزیابی قرار گرفت و آزمون میکروسکوپ الکترونی (fesem) و پراش پرتو x نیز روی فیلم ها انجام شد. با افزودن اینولین و نانوالیاف سلولز wvp کاهش و زاویه تماس با آب افزایش معنی داری(p<05.0) یافت. خواص مکانیکی نیز با افزودن نانوالیاف سلولز بهبود یافت. در حالی که اینولین با کاهش استحکام کششی (uts) و افزایش درصد ازدیاد طول تا نقطه شکست (etb) تاثیر منفی بر خواص مکانیکی داشت که این اثر در فیلم های ترکیبی با حضور هم زمان نانوالیاف سلولز و اینولین، توسط نانوالیاف جبران شد. نتایج fesem و پراش پرتو x، نشان داد، که نانوالیاف سلولز و اینولین در ماتریکس پلیمری پخش شده و در مقایسه با فیلم شاهد ساختاری متراکم ایجاد کرده و باعث حفظ بهتر ساختار بلوری شده است. با توجه به این نتایج، نانوالیاف سلولز و اینولین باعث بهبود خواص نانوکامپوزیت بر پایه کربوکسی متیل سلولز شده و فیلم حاصل می تواند به عنوان انتخابی جدید در بسته بندی محصولات غذایی مورد استفاده قرار گیرد.

Development and characterization of Carboxymethyl cellulose based nanocomposite film containing inulin and cellulose nanofiber

Biodegradable polymers have supplied most of common packaging materials because they present several desired features. The purpose of this study was to prepare and investigate the physicochemical properties of carboxymethyl cellulose based nanocomposite film containing inulin with three different concentrations (0, 10 and 20%) and cellulose nanofiber in three levels (0, 2.5 and 5%). Thickness, Water vapor permeability (WVP), Water contact angle, mechanical properties, field emission scanning electron microscopy (FESEM) and Xray diffraction were evaluated for film samples. WVP decreased with adding cellulose nanofiber and inulin and water contact angle increased significantly (p <0.05). The mechanical properties were also improved by adding the cellulose nanofibers. Whereas inulin had a negative effect on mechanical properties by decreasing tensile strength (UTS) and increasing elongation to break (ETB), this effect of inulin was compensated by cellulose nanofiber in the composite films containing inulin and cellulose nanofiber. The FESEM and Xray diffraction results showed that the cellulose nanofiber and inulin were dispersed in the polymeric matrix and formed a dense and compact structure in compared to the control film. Results showed that cellulose nanofiber and inulin improve the properties of carboxymethyl cellulose based nanocomposites and the obtained film can be used as a new choice in food packaging.