سنتز و مطالعه خواص ساختاري، فيزيكي و ضد ميكروبي اكسيد روي و نانو كامپوزيت پليمري (PVA/ZnO)جهت بسته بندي مواد غذايي

Synthesis and study of structural, physical and anti-microbial properties of ZnO nanoparticles and polymer nanocomposite (PVA/ZnO) for food packaging

در اين مطالعه، نانوذرات و نانوكامپوزيت پليمراكسيد روي براي تهيه فيلم به منظور بسته‌بندي مواد غذايي توليد شدند و خواص ساختاري، فيزيكي و ضدميكروبي آنها مورد بررسي قرار گرفت. سنتز نانو ذرات با روش سل- ژل انجام شد. آناليز ساختاري توسط آزمون پراش پرتو ايكس تشكيل فاز نانو اكسيد روي را نشان داد. پس از سنتز نانو ذرات با استفاده ازتصوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري، مورفولوژي نانو ذرات بررسي شد كه نشان داد نانو ذرات به شكل نسبتاً كروي و اندازه متوسط آنها بين 20 تا 25 نانو متر است. براي تهيه نانوكامپوزيت، نانو ذرات اكسيد روي در سه سطح 1، 3 و 5 درصدبه ماتريس پلي وينيل الكل، كه به روش فرآوري محلول تهيه شد، اضافه گرديد. نحوه پراكنش نانو ذرات در بستر پليمري و ويژگي سطحي نانو فيلم هاي كامپوزيتي به ترتيب با استفاده از آزمون پراش پرتو ايكس وميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت. نماي سطحي فيلم نشان دادكه در همه سطوح غلظت، نانو اكسيد روي در بستر پليمري به طوريكنواخت پخش شد .با استفاده از طيف سنجي فروسرخ مشخص گرديد كه در طول موج حدود1 cm- 558 پيوند Zn-O درهمه غلظتهاي نانو ذرات برقرار است. با افزايش غلظت نانو ذرات از يك درصد به سه درصد، استحكام كششي فيلم‌ها حدود 11درصد افزايش يافت. همچنين افزايش غلظت نانو ذرات از صفر درصد تا 5 درصد باعث كاهش رطوبت به ميزان20 درصد گرديد. با افزودن نانو ذرات اكسيد روي به پلي وينيل الكل، فيلم ها خاصيت ضد ميكروبي عليه اشرشيا كلي را خوبي از خود نشان دادند به طوريكه با افزايش غلظت نانو ذرات اين ويژگي افزايش يافت.

In this study, ZnO nanoparicles and polymer nanocomposite were synthesized for film preparing of food packaging. The structural, physical and anti-microbial properties were then studied. ZnO nanoparticles were synthesized by sol-gel method. The structural analysis by XRD verified the formation of zinc oxide phase. TEM images showed that the nanoparticles are spherical shape and their average size between 20 to 25nm. To prepare nanofilm, Zno nanoparticles were added at three concentration levels of 1,3 and 5%wt to the PVA matrix which prepared by solution processing method. SEM images of the film showed that in all samples the nanoparticles were distributed well in the polymer matrix. With using the Fourier Transmission Infrared (FTIR) at a wave length of 558cm- 1 Zn-0 band at all of nanoparticle concentrations were establish. The effect of inserting ZnO on the mechanical and antibacterial properties and moisture content of the PVA were also investigated. The increase of ZnO concentration in PVA from one to three percents causes the increase of tensile strength by 11% .The moisture content reduced up to 20%, when nanoparticles concentration increases from zero to five percents. Furthermore, by adding ZnO on PVA the antibacterial activity of the composite film was further improved.