رفتن به محتوای اصلی
x
تهیه و بررسی خواص فیلم فعال زیست تخریب پذیر آمیزه اتیل سلولز/پلی لاكتیك اسید بهبودیافته با پپتیدهای جوانه گندم و تیمار پلاسما
تاریخ دفاع
استاد

مهدي كديور

دانشکده
مهندسی كشاورزی

در این مطالعه از پلی‌لاکتیک اسید (PLA) و اتیل سلولز (EC) برای تهیه فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر، با استفاده از اکسترودر تکماردون آزمایشگاهی به همراه دستگاه مخلوط‌کن غلتکی استفاده شد. در ادامه خواصمورفولوژیکی، مکانیکی، فیزیکی و حرارتی فیلم‌های آمیزه مورد بررسی قرار گرفت. طیف‌هایFTIR و الگوهای XRD به ترتیب برهمکنش جزئیبین PLA و EC و ساختارهای آمورف در آمیزه‌هارا نشان داد. افزودن EC به فیلم PLA خالص، شفافیت فیلم‌هارا کاهش داده و آن را برای بسته‌بندی مواد حساس به نور مناسب می‌کند. اندازه‌گیریخواص مکانیکی نشان داد که ازدیاد طول در هنگام شکست (EAB) برای فیلم‌های مخلوط حدود 6/2 برابر افزایش یافت، این امر نشان‌دهنده‌یاثر فاصله‌دهندگی EC بین زنجیره‌های PLA بوده که موجب بهبود فرایندپذیری آمیزه‌ها می‌گردد.ازآنجایی‌که انعطاف‌پذیری عامل مهمی در شکل‌دادن به مواد بدون ایجاد ترک و شکستگیاست، فیلم‌های ترکیبی PLA/EC می‌تواندکاندید مناسبی برای کاربرد در بسته‌بندیو تولید ظرف باشد. باتوجه‌به نتایج DSC، دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) در آمیزه‌ها2 الی 3 درجه‌ی سلسیوس کاهش یافت. به دلیل وجود یک Tg منفرد در نمودار آمیزه‌ها، می‌توان نتیجه‌گیری کرد که EC امتزاج‌پذیرینسبی با PLA داشت. بهبود زیست‌تخریب‌پذیریپس از تیمار با آلکالاز و دفن در خاک و توانایی تولید فیلم‌های آمیزه با ضخامتکمتر و سطح صاف‌تر نسبت به فیلم PLA خالص، از دیگر مزایایاضافه‌کردن EC به ماتریس PLA بود. تولید فیلم بااکسترودر و مخلوط‌کن غلتکی منجر به اختلاط بهتر پلیمرها، کاهش احتمال سوختگی وکنترل آسان‌تر ضخامت فیلم نسبت به سایر روش‌های اختلاط مذاب گردید. همچنین عدماستفاده از حلال‌های سمی، زمان کوتاه آماده‌سازی فیلم و امکان تولید فیلم‌ بااندازه‌ی بزرگ از جمله برتری‌های آن نسبت به روش ریخته‌گری محلول بود. در ادامه بر‌اساسنتایج بدست آمده، از فیلم آمیزه PLA/EC حاوی 50درصد EC برای تهیه‌ی فیلم‌هایفعال استفاده گردید. برای اصلاح سطح، افزایش چسبندگی و ایجاد گروه‌های قطبی بر رویسطح فیلم‌، تیمار پلاسمای تخلیه سد دی‌الکتریک (DBD) در 20 کیلوولت به مدت 5، 10 و 15 دقیقه انجام شد. باتوجه‌بهنتایج ATR-FTIR، AFM، SEM، زاویه تماس و حلالیت آبی، تیمار 5 دقیقه‌ای پلاسما به‌عنوانتیمار بهینه انتخاب گردید. افزایش زبری سطح و ایجاد گروه‌های عاملی حاوی اکسیژن(به‌عنوان مثال، C=O و OH-) سبب تسهیل پوشش‌دهی ترکیبات زیست‌فعال بر روی فیلم شد.در مرحله‌ی بعد پپتیدهای زیست‌فعال (PEP) بدست‌آمدهاز هیدرولیز آنزیمی (آلکالاز) ایزوله‌ی پروتئین جوانه‌ی گندم با درجه هیدرولیز63/46% و کیتوزان (CH) برای پوشش‌دهی و تولید فیلم‌های فعال مورداستفاده قرار گرفت.بدین منظور از پوشش‌دهنده‌یدورانی برای ایجاد یک‌لایه‌یبسیار نازک و یکنواخت و تنها در یک طرف فیلم استفاده شد. فیلم‌های پوشش داده شدهبا PEP، فعالیتآنتی‌اکسیدانی بهتری نسبت به نمونه‌های پوشش داده شده با CH-PEP و CH داشت. نتایج فعالیت ضدمیکروبی نشان داد که فیلم‌های فعالحاوی PEP قادر به کاهش رشد باکتری‌های گرم منفی اشریشیا کلیو گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس می‌باشد. از نظر خواص ضدباکتریایی، فیلمپوشش داده شده با PEP قابل‌رقابت با نمونه‌ی دارای CH بود. ازاین‌رو، فیلم فعال PLA/EC حاوی پپتیدهای زیست‌فعال جوانة گندم می‌تواند یک فیلمامیدوارکننده برای تولید بسته‌های آنتی‌اکسیدانی و ضدباکتریایی باشد.  

  

کلمات کلیدی: پلی‌لاکتیک اسید، اتیل سلولز، پلاسمای تخلیه سد دی‌الکتریک،کیتوزان، پپتیدهای زیست‌فعال جوانه گندم، پوشش‌دهی، آنتی‌اکسیدان، ضدمیکروبی.

تحت نظارت وف ایرانی