تولید مواد بسته‌بندی زیست‌تخریب‌پذیر با استفاده از نشاسته و خاک رس

به گزارش خبرداغ به نقل از ایسنا 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 بسته‌بندی به شمار می‌روند؛ چراکه این مواد علاوه بر گران بودن، تجزیه‌ناپذیر نیز هستند و این موضوع موجب بروز مشکلات شدید زیست‌محیطی می‌شود. در سال‌های اخیر به‌کارگیری مواد زیست‌تخریب‌پذیر در صنایع بسته بندی، کشاورزی و پزشکی موردتوجه بسیاری از محققان و طراحان حوزه‌ تولید پلیمر قرار گرفته است.

مهندس مریم ثابت زاده، مجری طرح در این باره گفت: فیلم‌های تهیه شده از پلی اتیلن سبک و پلی اتیلن خطی به دلیل برخوردار بودن از قابلیت فرایندپذیری و خواص مکانیکی خوب، در صنایع بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما به دلیل مشکلات زیست‌محیطی به وجود آمده ناشی از مصرف این فیلم‌ها، بهره‌گیری از پلیمرهای طبیعی نظیر نشاسته به دلیل قیمت پایین و تجدیدپذیری، بسیار موردتوجه قرار گرفته است.

وی با بیان این که از سوی دیگر، اضافه کردن نشاسته به پلی‌اتیلن موجب افت شدید خواص مکانیکی آن می‌شود،‌ ادامه داد: از این رو هدف از انجام این پژوهش، بهبود خواص مکانیکی و زیست‌ تخریب ‌پذیری فیلم‌های بسته‌بندی پایه پلی‌اتیلنی حاوی نشاسته با اضافه کردن مقدار بهینه‌ نانوذرات خاک رس بوده است.

ثابت زاده با تاکید بر این که فیلم بسته‌بندی سنتز شده در این طرح مشکلات زیست‌محیطی ناشی از استفاده‌ فیلم‌های پلیمری تجدیدناپذیر را برطرف می‌کند، یادآور شد: 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.

مجری طرح با اشاره به نحوه‌ انجام این طرح خاطر نشان کرد: 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.

به گفته وی 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.

نتایج این تحقیقات که حاصل تلاش‌های دکتر روح الله باقری و دکتر محمود معصومی از اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان و مهندس مریم ثابت زاده، دانشجوی مقطع دکترای این دانشگاه است، در مجله‌ Carbohydrate Polymers به چاپ رسیده است.