به گزارش ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، اين فيلم‌ها علاوه بر خواص مكانيكي برتر به دليل امكان توليد به صورت فرايند پيوسته در اكسترودر از هزينه كمتر و سرعت توليد بالاتري در مقايسه با فيلم‌هاي تجزيه‌پذير متداول در صنعت برخوردار است.
در سال‌هاي اخير، نگراني‌ها پيرامون آلودگي محيط زيست ناشي از مصرف بالاي مواد پليمري مصنوعي يا بر پايه نفت، همچون پلي اتيلن به خصوص در فيلم‌هاي بسته بندي و كيسه‌هاي يكبار مصرف افزايش يافته است.
تجزيه اين مواد به دليل ماهيت آلي تا بيش از 500 سال به طول مي‌انجامد. يك راه جديد براي حل اين مشكل، به‌كارگيري مواد تجزيه‌پذير پليمري همچون نشاسته در ساخت فيلم‌هاي بسته بندي است.
استفاده از نشاسته به دليل ارزاني، فراواني در طبيعت و سرعت زياد تخريب طبيعي، كاربرد فراواني در توليد مواد تجزيه‌پذير دارد، اما اين مواد در مقايسه با محصولات توليد شده بر پايه مواد پليمري كاملاً بر پايه نفت داراي خواص مكانيكي ضعيف و قابليت فرايندپذيري كم هستند.
دكتر امير حسين نوارچيان، هدف از اين پژوهش را اقدام براي بهبود خواص مكانيكي فيلم‌هاي بسته بندي تجزيه پذير با استفاده از نانوذرات رس خواند.
وي در خصوص اهميت بهبود كيفيت اين فيلم ها افزود:در توليد فيلم‌هاي بسته بندي تجزيه پذير، خواص مكانيكي و قابليت توليد آن‌ها با تجهيزات رايج در صنعت بسته بندي از اهميت ويژه‌اي برخوردار است.
فيلم‌هاي بسته بندي توليد شده در اين طرح علاوه بر دستيابي به خواص مكانيكي بهينه، قابليت كاهش هزينه و افزايش سرعت توليد در فرآيند پيوسته را داراست.
لذا در مقايسه با فيلم‌هاي رايج، علاوه بر كيفيت و بازدهي مناسب، كاهش آلودگي زيست محيطي به دليل تجزيه‌پذير بودن پليمر/ نشاسته را در پي دارد. اين ويژگي‌ها، توانايي رقابت با فيلم‌هاي كاملاً پليمري را به فيلم‌هاي دوستدار محيط زيست مي‌بخشد.
نوارچيان پيرامون مزاياي حضور نانوذرات در توليد فيلم هاي مذكور عنوان كرد:استفاده از خاك رس با لايه‌هاي سيليكاتي در مقياس نانو، در بافت فيلم هاي پليمر / نشاسته زيست تخريب پذير، به دليل ويژگي هاي لايه اي اين نانوصفحات، منجر به توليد نانوكامپوزيت نشاسته- خاك رس شده و خواص ريز ساختار را در مقايسه با پليمر خالص بهبود مي‌دهد. اين ويژگي موجب بهبود خواص مكانيكي همچون مدول كششي اين فيلم‌ها مي‌شود.
وي در ادامه به روند ساخت و بررسي عملكرد فيلم هاي مذكور پرداخت و افزود: ابتدا نانوذرات خاك رس با اسيد سيتريك اصلاح و پس از اختلاط كامل با نشاسته و پلي(وينيل الكل) در داخل اكسترودر دو پيچي آميزه كاري شد.
محصول خروجي از اكسترودر به شكل فيلم، توسط پرس شكل دهي شد. خواص اين نمونه‌ها به روش‌هاي مختلفي همچون ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) و آزمون پراش اشعه ايكس (XRD) مشخصه يابي و بررسي شد.
به گفته اين محقق، نتايج آزمايش‌هاي صورت گرفته نشان مي‌دهد خواص كششي اين نمونه‌ها به شدت به ميزان پلي(وينيل الكل) و نانوذرات مصرفي در فرمولاسيون مورد استفاده وابسته است. از طرفي برخي عوامل فرايندي همچون سرعت توليد نيز بر خواص مكانيكي اثرگذارند. اين در حالي است كه توزيع دمايي در اكسترودر در محدوده مورد بررسي در اين تحقيق اثر چنداني بر اين ويژگي ندارد.
اين طرح حاصل همكاري‌هاي اميرحسين نوارچيان- دانشيار و عضو هيات علمي گروه مهندسي شيمي دانشگاه اصفهان- مهدي جلاليان- دانش آموخته رشته مهندسي شيمي گرايش پليمر- مجيد پيروز- دانش آموخته رشته مهندسي شيمي گرايش پليمر در مقطع كارشناسي ارشد- است.نتايج اين كار در مجله Journal of film and sheeting به چاپ رسيده است.
علمي **1354**1440
تاریخ انتشار: ۱۸ بهمن ۱۳۹۴ - ۱۲:۵۳
تهران -ايرنا-پژوهشگران دانشگاه اصفهان موفق به توليد آزمايشگاهي فيلم‌هاي بسته بندي تجزيه پذير با استفاده از نانومواد شدند.فيلم‌هاي نانوكامپوزيتي توليد شده در صورت توليد انبوه قابل كاربرد جهت بسته‌بندي محصولات مختلف است.