تولید مواد بسته ‌بندی زیست ‌تخریب ‌پذیر با استفاده از نشاسته وخاک رس

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان در یک طرح آزمایشگاهی موفق شدند با بهره‌گیری از نانوذرات خاک رس و نشاسته در پوشش‌های بسته‌بندی میزان زیست‌تخریب‌پذیری مواد مورد استفاده در صنایع بسته‌بندی را به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهند.

کد خبر: ۱۱۰۵۷۳

تاریخ: ۱۸ خرداد ۱۳۹۵ - ۰۹:۳۹

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، در حال حاضر مصرف جهانی مواد پلیمری آلی، بزرگ‌ترین زمینه‌ مصرف نفت را تشکیل می‌دهد. ازاین‌رو به ‌وضوح می‌توان دریافت که افزایش قیمت نفت چه تأثیری بر افزایش قیمت مواد پلیمری خواهد داشت.
مواد پلیمری بخش اصلی مواد به کار رفته در صنایع بسته ‌بندی به شمار می‌روند. این مواد علاوه بر گران بودن، تجزیه‌ناپذیر نیز هستند و این موضوع موجب بروز مشکلات شدید زیست‌محیطی می شوند. در سال‌های اخیر به‌کارگیری مواد زیست ‌تخریب‌پذیر در صنایع بسته بندی ، کشاورزی و پزشکی موردتوجه بسیاری از محققان و طراحان حوزه‌ تولید پلیمر قرار گرفته است.
مهندس مریم ثابت زاده محقق دانشگاه صنعتی اصفهان گفت: فیلم‌های تهیه شده از پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن خطی به دلیل برخوردار بودن از قابلیت فرایند پذیری و خواص مکانیکی خوب، در صنایع بسته ‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما به دلیل مشکلات زیست‌ محیطی به وجود آمده ناشی از مصرف این فیلم‌ها، بهره‌گیری از پلیمرهای طبیعی نظیر نشاسته به دلیل قیمت پایین و تجدید پذیری، بسیار موردتوجه قرار گرفته است.
به گفته ثابت زاده اضافه کردن نشاسته به پلی‌اتیلن موجب افت شدید خواص مکانیکی آن می‌شود. لذا هدف از انجام این پژوهش، بهبود خواص مکانیکی و زیست‌تخریب‌پذیری فیلم‌های بسته‌بندی پایه پلی‌اتیلنی حاوی نشاسته با اضافه کردن مقدار بهینه‌ نانوذرات خاک رس بوده است.
فیلم بسته ‌بندی سنتز شده در این طرح مشکلات زیست‌محیطی ناشی از استفاده‌ فیلم‌های پلیمری تجدید ناپذیر را برطرف می‌کند.
در طرح حاضر یک فیلم کامپوزیتی متشکل از دو جزء پلیمری آلی و نشاسته سنتز شده است. سپس با اضافه کردن مقادیر مختلف نانوذرات خاک رس به فرمولاسیون این فیلم، مقدار بهینه‌ این نانوذرات جهت رسیدن به بهترین خواص مکانیکی، زیست‌تخریب‌پذیری و شفافیت مطلوب تعیین ‌شده است. افزایش مقدار نانوذرات خاک رس موجب افزایش برهمکنش بین نانوذرات و پلیمر شده و بهبود خواص مکانیکی فیلم را در پی خواهد داشت.
ثابت زاده در ادامه افزود: در این طرح ابتدا ترکیبات کامپوزیتی با درصدهای مختلف 1 تا 5 درصد از خاک رس با استفاده از فرایند اکستروژن تهیه شد. سپس فیلم‌های مورد نظر با بهره‌گیری از فرایند دمش تولید شد. در ادامه به‌منظور ارزیابی خواص ساختاری، شفافیت و خواص مکانیکی از آزمون XRD و میکروسکوپ‌های الکترونی و همچنین آزمون کشش استفاده شد.
نتایج نشان می‌دهند که فیلم‌های پلی‌اتیلنی حاوی 15 درصد نشاسته‌ اصلاح‌شده و 5 درصد نانوذرات خاک رس به‌عنوان گزینه‌ مناسبی برای جایگزینی فیلم‌های بسته‌بندی پلی‌اتیلنی خالص در صنعت بسته‌بندی خواهد بود.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر روح الله باقری و دکتر محمود معصومی- اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان- و مهندس مریم ثابت زاده- دانشجوی مقطع دکترای این دانشگاه- است.
نتایج این تحقیقات در مجله‌ Carbohydrate Polymers (جلد 141، سال 2016، صفحات 75 تا 81) به چاپ رسیده است.