مقايسه ريز‌ساختار، توپوگرافي و آب‌دوستي سطحي فيلم‌هاي آلياژي نشاسته‌ـ‌پلي‌وينيل الكل حاوي نانوكريستال سلولز و نانورس

Comparing the microstructure, topography and surface hydrophilicity of starch polyvinyl alcohol based films containing nanoclay and cellulose nanocrystal

هدف اصلي اين پژوهش، مطالعه و مقايسه ريز‌ساختار نانو‌كامپوزيت‌هاي نشاسته‌ـ‌پلي‌وينيل الكل‌ـ‌نانوكريستال سلولز (PVA-ST-NCC) و نشاسته- پلي‌وينيل الكل- نانورس (PVA-ST-MMT) به‌وسيله روش پراش X و ميكروسكوپي نيروي اتمي (AFM) و همچنين، مقايسه اثر اين دو نانو‌ذره بر آب‌دوستي سطحي و جذب رطوبت است. الگوي‌هاي پراش X نشان دادند كه ريز‌ساختار فيلمPVA-ST-MMT از نوع لايه‌لايه است، در‌حالي‌كه ساختار فيلم PVA-ST-NCC آمورف است. تصاوير فازي AFM نشان داد كه در هر دو فيلم، نانوذره، پخش نسبتاً مناسبي در داخل ماتريس دارد و اثري از توده و دو‌فاز‌شدن در تصاوير فازي مشاهده نمي‏شود. افزودن MMT و NCC باعث افزايش زاويه تماس فيلم‌ها شد و تفاوت معني‌داري بين اين دو نانوذره در افزايش زاويه تماس وجود نداشت. با افزودن MMT و NCC ميزان جذب رطوبت فيلم‌ها كاهش يافت و MMT سبب كاهش بيشتري نسبت به NCC در ميزان جذب رطوبت شد.

The main objectives of this research were the study and comparing the microstructure of PVA-ST-NCC and PVA-ST-MMT by X ray diffraction and atomic force microscopy (AFM) and as well as, comparing the effects of two nanoparticle on surface hydrophilicity and moisture absorption. X diffraction patterns showed that microstructure of the PVA-ST-MMT films was exfoliated and PVA-ST-NCC was closer to intercalated structure. The AFM phase images showed good dispersion of nanoparticle in matrix and there wasn’t observed any agglomeration in the phase images of the both films. Comparing the three dimensional topographic images, height distribution points curves and roughness parameters showed that MMT produce rougher film in comparison with NCC. Adding MMT and NCC increased the contact angle of film and there isn’t significant difference between MMT and NCC on increasing the contact angle. The water absorption of the films decreased with adding MMT and NCC however, MMT caused higher decrease in comparison to NCC. Comparing the color parameters showed that adding two nano reinforcements didn’t affect the transparency of starch-PVA bionanocomposites however, increased the yellow color of the films.