| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,944 |
| تعداد مقالات | 33,229 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,865,209 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 20,370,974 |
بررسی خواص فیزیکی نانوکامپوزیت های بر پایه نشاسته سیب زمینی- نانوبلور سلولز (NCC) استخراج شده از پنبه | ||
| تحقیقات مهندسی صنایع غذایی | ||
| مقاله 3، دوره 15، شماره 4، اسفند 1393، صفحه 27-38 اصل مقاله (445.3 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/jaer.2015.100438 | ||
| نویسندگان | ||
| روناک غلامی1؛ بابک قنبرزاده* 2؛ جلال دهقان نیا3؛ علی اکبر انتظامی4؛ لیلا ابوالقاسمی فخری5 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز | ||
| 2دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز | ||
| 3استادیار گروه علوم و صنایع غذایی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز | ||
| 4استاد دانشکده شیمی دانشگاه تبریز | ||
| 5دانشجوی دکتری علوم و صنایع غذایی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز | ||
| چکیده | ||
| هدف از این تحقیق بررسی تأثیر افزودن غلظتهای مختلف نانوبلورهای سلولز بر خواص فیزیکی نانوکامپوزیت نشاسته حاوی نانوبلور سلولز است. برای بررسی نحوه پخش نانوذرات در ماتریکس پلیمر، از آزمون پراش اشعهX استفاده شد. مقاومت حرارتی و خواص مکانیکی فیلمهای نانوکامپوزیت به ترتیب با آزمون گرماسنجی پویشی تفاضلیو آزمون کشش بررسی شد. بررسی خواص فیزیکی نمونههای نانوکامپوزیت نشان میدهد که افزودن نانوبلورهای سلولز به فیلم نشاسته، مقاومت به رطوبت فیلمها را بهبود میبخشد. با افزودن نانوبلورهای سلولز از صفر تا 9 درصد، استحکام کششی از 9/5 تا 64/7 مگاپاسکال افزایش مییابد و کرنش تا نقطه پاره شدن از 82/34 درصد به 66/20 درصد میرسد؛ اما روند کاهشی مشاهده شده در تغییرات کرنش در نقطه پاره شدن، در نانوکامپوزیتهای حاوی غلظتهای بالای نانوبلور سلولز (5، 7 و 9 درصد)، معنیدار نیست. بروز این ویژگیها را میتوان به ساختار منظم بلوری و استحکام کششی بالای نانوالیاف سلولز و برهمکنشهای هیدروژنی بین نانوالیاف سلولز و زنجیرههای پلیمر نسبت داد. بررسی مقاومت حرارتی نمونههای نانوکامپوزیت نشان میدهد که دمای ذوب فیلم نشاسته خالص 218 درجه سلسیوس است که با افزایش غلظت نانوذرات تا 9 درصد، به 5/251 درجه سلسیوس میرسد؛ اما با افزایش غلظت نانوذرات، دمای انتقال شیشهای نمونههای نانوکامپوزیت کاهش پیدا میکند. این نتایج نشان میدهند که عملکرد نانوبلور سلولز در نواحی بیشکل (آمورف) و بلوری نشاسته، متفاوت است. نتایج آزمون پراش اشعه Xنشان می دهد در ساختار کامپوزیت نانوذرات خواص بلوری خود را حفظ میکنند ولی موجب تغییر الگوی پراش نشاسته نمیشوند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| نانوبلور سلولز؛ نانوکامپوزیت؛ نشاسته | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Physicochemical Properties of Potato Starch-NCC Based Nanocomposites | ||
| چکیده [English] | ||
| This study investigated the effect of different concentrations of nanocrystalline cellulose (NCC) on the physical properties of starch-NCC nanocomposites. The nanoparticle distribution in the polymer matrix was investigated using x-ray diffraction. The heat resistance and mechanical properties of the film were measured by differential scanning calorimetry and tensile testing. Investigation of nanocomposite properties showed that the addition of NCC to starch film increased the moisture resistance of the film. With the addition of up to 9% NCC, the ultimate tensile strength of the nanocomposite samples increased from 5.9 to 7.64 MPa and the strain-to-break decreased from 34.82% to 20.66%. This trend was not significant for nanocomposite samples containing high concentrations of NCC (5%, 7%, 9%) because of their crystalline nature, the unique mechanical properties of the cellulose and the establishment of hydrogen bonds between the starch and cellulose nanoparticles. Investigation of thermal resistance of the nanocomposite samples showed that the addition of up to 9% NCC increased the melting point of the film from 218 to 251.5 °C. Increasing the NCC concentration decreased the glass transition temperature of the nanocomposite samples. The results show that the performance of the NCC differed in the amorphous and crystalline regions of the starch. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| nanocomposite, NCC, starch | ||
| مراجع | ||
|
Anon. 1995. Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Material. E96-95. Annual book of ASTM, Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials. Anon.1996. Standard Test Methods for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting. D882-91. Annual book of ASTM, Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials. Arvanitoyannis, I., Biliaderis, C. G., Ogawa, H. and Kawaski, N. 1998. Biodegradable films made from low density polyethylene (LDPE), rice starch and potato starch for food packaging applications. Carbohyd. Polym. 36, 89-104. Aulin, Ch., Ahola, S., Josefsson, P., Nishino, T., Hirose, Y., Osterberg, M. and Wagberg, L. 2009. Nanoscale cellulose films with different crystallinties and mesostructures their surface properties and interaction with water. Langmuir. 25, 7675-7685. Bhattacharya, M. 1990. Stress relaxation of starch/synthetic polymer blends. J. Mater. Sci. 33, 4131-4139. Chen, G., Dufresne, A., Huang J. and Chang, P. R. 2009. A novel thermoformable bionanocomposite based on cellulose nanocrystal-graft-poly (ecaprolactone). Macromol. Mater. Eng. 294, 59-67. Das, K. D., Banerjee, C., Bandyopadhyay, N. R., Sahoo, S., Mohanty, A. K. and Misra, M. 2010. Physicomechanical and thermal properties of jute nanofiber reinforced biocopolyester composites. Ind. Eng. Chem. Res. 49, 2775-2782. De Jesus Silva, D. and Luiza otero dalmedia, M. 2009. Cellulose whiskers. Peer reviewed article. Filson, P. B. and Dawson Andoh, B. E. 2009. Sono chemical preparation of cellulose nanocrystals from lignocelluloses derived materials. Bioresource Technol. 100, 2259-2264. Kevin, I., Sugiyama, J., Votrubec, M. and Oksmanbec, K. 2007. Characterization of starch based nanocomposites. J. Mater. Sci. 42, 8163-8171. Liu, D., Zhong, T., Chang, P. R. and Li Wu, Q. 2010. Starch composites reinforced by bamboo cellulose crystals. Bioresource Technol. 101, 2529-2536. Lu, Y., Weng, L. and Cao, X. 2005. Biocomposites of plasticizes starch reinforced with cellulose crystallites from cottonseed linter. Macromol. Biosci. 5, 1101-1107. Mao, L., Imam, S., Gordon, S., Cinelli, P. and Chiellini, E. 2000. Extruded cornstarch glycerol polyvinyl alcohol blends: mechanical properties, morphology and biodegradability. J. Polym. Eng. 8, 205-216. Muller, M. O., Yamashita, F. and Laurindo, J. B. 2008. Evaluation of the effect of glycerol and sorbitol concentration and water activity on the water barrier properties of cassava starch films through a solubility approach. Carbohyd. Polym. 72, 82-87. Nooshirvani, N., Ghanbarzadeh, B. and Entezami, A. A. 2012. Comparison of tensile, permeability and colour properties of starch-based bionanocomposites containing two typesof fillers: sodium montmorillonite and cellulose crystal. Iranian J. Polym. Sci. Technol. 24, 391-402. Oya, A., Kurokawa, Y. and Yasuda, H. 2000. Factors controlling mechanical properties of clay mineral/polypropylene nanocomposites. J. Mater. Sci. 35, 1045-1050. Paralikar, Sh. A., Simonsen, J. and Lombardi, J. 2008. Poly vinyl alcohol cellulose nanocrystal barrier membranes. J. Membrane Sci. 320, 248-28. Psomiadou, E., Arvanitoyannis, I., Biliaderis, C. G., Ogawa, H. and Kawasaki, N. 1997. Biodegradable films made from low density polyethylene (LDPE), wheat starch and soluble starch for food packaging applicant: Part 2. Carbohyd. Polym. 33, 227-242. Sanchez-Garcia, M. D., Gimenez, E. and Lagaron, J. M. 2008. Morphology and barrier properties of solvent cast composites of thermoplastic biopolymers and purified cellulose fibers. Carbohyd. Polym. 71, 235-244. Svagan, A. J., Hedenqvist, M. S. and Berglund, L. 2009. Reduced water vapor sorption in cellulose nanocomposites with starch matrix. Compos. Sci. Technol. 69, 500-506.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,884 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 839 |
||