ایرنا: پژوهشگران دانشگاه اصفهان موفق به تولید آزمایشگاهی فیلم‌های بسته‌بندی تجزیه‌پذیر با استفاده از نانومواد شدند. فیلم‌های نانوکامپوزیتی تولید شده در صورت تولید انبوه قابل کاربرد جهت بسته‌بندی محصولات مختلف است.
از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این فیلم‌ها علاوه بر خواص مکانیکی برتر به‌دلیل امکان تولید به‌صورت فرآیند پیوسته در اکسترودر از هزینه کمتر و سرعت تولید بالاتری در مقایسه با فیلم‌های تجزیه‌پذیر متداول در صنعت برخوردار است.
در سال‌های اخیر، نگرانی‌ها پیرامون آلودگی محیط‌زیست ناشی از مصرف بالای مواد پلیمری مصنوعی یا بر پایه نفت، همچون پلی‌اتیلن به‌خصوص در فیلم‌های بسته‌بندی و کیسه‌های یکبار مصرف افزایش یافته است.تجزیه این مواد به‌دلیل ماهیت آلی تا بیش از 500 سال به طول می‌انجامد. یک راه جدید برای حل این مشکل، به‌کارگیری مواد تجزیه‌پذیر پلیمری همچون نشاسته در ساخت فیلم‌های بسته‌بندی است.
استفاده از نشاسته به‌دلیل ارزانی، فراوانی در طبیعت و سرعت زیاد تخریب طبیعی، کاربرد فراوانی در تولید مواد تجزیه‌پذیر دارد، اما این مواد در مقایسه با محصولات تولید شده بر پایه مواد پلیمری کاملا بر پایه نفت دارای خواص مکانیکی ضعیف و قابلیت فرآیندپذیری کم هستند.
دکتر امیرحسین نوارچیان، هدف از این پژوهش را اقدام برای بهبود خواص مکانیکی فیلم‌های بسته‌بندی تجزیه‌پذیر با استفاده از نانوذرات رس خواند.
وی درخصوص اهمیت بهبود کیفیت این فیلم‌ها افزود: در تولید فیلم‌های بسته‌بندی تجزیه‌پذیر، خواص مکانیکی و قابلیت تولید آنها با تجهیزات رایج در صنعت بسته‌بندی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.فیلم‌های بسته‌بندی تولید شده در این طرح علاوه بر دستیابی به خواص مکانیکی بهینه، قابلیت کاهش هزینه و افزایش سرعت تولید در فرآیند پیوسته را داراست.
لذا در مقایسه با فیلم‌های رایج، علاوه بر کیفیت و بازدهی مناسب، کاهش آلودگی زیست‌محیطی به‌دلیل تجزیه‌پذیر بودن پلیمر/ نشاسته را در پی دارد. این ویژگی‌ها، توانایی رقابت با فیلم‌های کاملا پلیمری را به فیلم‌های دوستدار محیط‌زیست می‌بخشد.
نوارچیان پیرامون مزایای حضور نانوذرات در تولید فیلم‌های مذکور عنوان کرد:استفاده از خاک رس با لایه‌های سیلیکاتی در مقیاس نانو، در بافت فیلم‌های پلیمر / نشاسته زیست تخریب‌پذیر، به‌دلیل ویژگی‌های لایه‌ای این نانوصفحات، منجر به تولید نانوکامپوزیت نشاسته – خاک رس شده و خواص ریز ساختار را در مقایسه با پلیمر خالص بهبود می‌دهد. این ویژگی موجب بهبود خواص مکانیکی همچون مدول کششی این فیلم‌ها می‌شود.
وی در ادامه به روند ساخت و بررسی عملکرد فیلم‌های مذکور پرداخت و افزود: ابتدا نانوذرات خاک رس با اسید سیتریک اصلاح و پس از اختلاط کامل با نشاسته و پلی(وینیل الکل) در داخل اکسترودر دوپیچی آمیزه‌کاری شد.محصول خروجی از اکسترودر به شکل فیلم، توسط پرس شکل‌دهی شد. خواص این نمونه‌ها به روش‌های مختلفی همچون میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و آزمون پراش اشعه‌ایکس (XRD) مشخصه‌یابی و بررسی شد.
به گفته این محقق، نتایج آزمایش‌های صورت گرفته نشان می‌دهد خواص کششی این نمونه‌ها به شدت به میزان پلی(وینیل الکل) و نانوذرات مصرفی در فرمولاسیون مورد استفاده وابسته است. از طرفی برخی عوامل فرآیندی همچون سرعت تولید نیز بر خواص مکانیکی اثرگذارند. این در حالی است که توزیع دمایی در اکسترودر در محدوده مورد بررسی در این تحقیق اثر چندانی بر این ویژگی ندارد.
این طرح حاصل همکاری‌های امیرحسین نوارچیان- دانشیار و عضو هیات علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه اصفهان- مهدی جلالیان- دانش‌آموخته رشته مهندسی شیمی گرایش پلیمر- مجید پیروز- دانش‌آموخته رشته مهندسی شیمی گرایش پلیمر در مقطع کارشناسی ارشد- است. نتایج این کار در مجله Journal of film and sheeting به چاپ رسیده است.
www.irna.ir
