بخشی از مقاله
چکیده
نشاسته یک پلیمر تجدید پذیر و زیست تخریب پذیر ارزان قیمت است که دهههای بسیاری است در تحقیقات علمی و صنعتی بکار برده میشود. نشاسته تعدیل شده با اکتنیل سوکسینیک انهیدرید از واکنش استریفیکاسیون بین گروههای هیدروکسیل نشاسته و اکتنیل سوکسینیک انهیدرید به دست میآید. در این تحقیق نشاسته ساگو با اکتنیل سوکسینیک انهیدرید تعدیل شد. در ادامه از نشاسته تعدیل شده فیلم تهیه شد و برای بهبود ویژگیهای فیلم، کلسیم کلرید و فرولیک اسید هر کدام به صورت جداگانه به محلول فیلم نشاسته تعدیل شده با اکتنیل سوکسینیک انهیدرید اضافه گردید و ویژگیهای فیلم حاصل از نشاسته طبیعی، نشاسته تعدیل شده، نشاسته تعدیل شده به همراه کلسیم کلرید و نشاسته تعدیل شده به همراه فرولیک اسید مورد بررسی قرار گرفت.
تعدیل نشاسته با اکتنیل سوکسینیک انهیدرید حلالیت درآب، جذب آب، نفوذ پذیری به بخار آب، ازدیاد طول در نقطه شکست و زاویه تماس فیلم را افزایش داد. اضافه کردن کلسیم کلرید و فرولیک اسید به محلول فیلم نشاسته اصلاح شده با اکتنیل سوکسینیک انهیدرید جذب آب و نفوذ پذیری به بخار آب را کاهش داد. اما تفاوت معنی داری را بر روی حلالیت درآب، زاویه تماس و کشش پذیری فیلم ایجاد نکرد.
مقدمه
اکثر پلی مرهای مشتق شده از ترکیبات نفتی مقاوم به تجزیه بیولوژیک هستند که دلیل آن نداشتن آنزیم تجزیه کننده این ترکیبات توسط میکروارگانیسمها و ماهیت هیدروفوب آنها میباشد. نگهداری و دفن ضایعات پلاستیکی در زمین هم نیاز به فضای وسیعی داشته و سوزاندن آنها و آزادسازی دیاکسیدکربن در هوا روش مناسبی جهت نابودی آنها به شمار نمیآید. لذا ضایعات بر جا مانده از آنها موجب آلودگی محیط زیست میشود. از آن جایی که بیوپلیمرها، مشکلات ضایعات بر جای مانده از مواد پلاستیکی را ندارند و زیست تخریب پذیر محسوب میشوند، جایگزین مناسبی برای پلاستیکهای سنتزی مشتق شده از مواد نفتی به شمار میآیند - رحیمی، برخورداری ناغانی، فتاحی و یار حسینی، - 1393
پلیمرهای زیست تخریب پذیر مورد استفاده در بسته بندی مواد غذایی شامل پلی ساکارید ها - آلژینات، کاراگینان، سلولز، کیتین/کیتوزان، کردلان، ژلان، پکتین، پلولان، نشاسته، زانتان - ، پروتئینها - کلاژن، ژلاتین، پروتئین آب پنیر، پروتئین سویا، زئین - و پلی استر های آلیفاتیک - پلی لاکتیک اسید، پلی هیدروکسی بوتیرات - میباشند - Gabor and Tita, 2012 - نشاسته از جمله پلی ساکاریدهایی است که به فراوانی در طبیعت یافت میشود، به دلیل قیمت پایین، قابلیت تجدید شوندگی و بازیافت زیستی یکی از مواد خام جذاب و مورد توجه برای استفاده در بستههای زیست تخریب پذیر است.
علاوه بر این نشاسته حساسیت زا نبوده و به علت داشتن ماهیت پلیمری قابلیت فیلم سازی خوبی دارد. فیلمهای نشاسته ای اغلب ویژگیهای ممانعت کنندگی خوبی در مقابل ورود اکسیژن، دیاکسید کربن و چربیها دارند و مانع از تشکیل محصولات ناشی از اکسیداسیون چربیها میگردند. نشاسته به دلیل دارا بودن برخی معایب نمیتواند به تنهایی فیلم مطلوبی تولید کند. خاصیت آبدوستی شدید نشاسته، مقاومت ضعیف فیلم آن در برابر رطوبت و خواص مکانیکی ضعیف آن در مقایسه با پلیمرهای سنتزی، مهمترین معایب فیلم نشاسته میباشد که باعث محدود شدن استفاده از این بیوپلیمر در زمینههای مختلف میشود.
راهکارهای مختلفی برای غلبه براین محدودیتها پیشنهاد شده است - حسنی، حسنی و قطبی، . - 1390 تعدیل شیمیایی یکی از راه های جایگزین برای بهبود ویژگی های فیلم نشاسته طبیعی است. گروههای عملکردی جدید را میتوان یا از طریق مشتقات شیمیایی - اتریفیکاسیون، استریفیکاسیون، اتصال عرضی - یا واکنش های تجزیه مانند هیدرولیز اسیدی یا آنزیمی و اکسیداسیون وارد مولکول های نشاسته کرد . - Kiing, Dzulkefly and Yiu, 2013 - در این تحقیق نشاسته ساگو با استفاده از اکتنیل سوکسینیک انهیدرید تعدیل شد سپس از نشاسته تعدیل شده فیلم تهیه شد و برای بهبود ویژگیهای فیلم، فرولیک اسید و کلسیم کلرید هر کدام به صورت جداگانه به محلول فیلم نشاسته تعدیل شده، اضافه شدند. پس از آن ویژگیهای فیلم های تهیه شده، مانند حلالیت در آب، جذب آب، نفوذ پذیری به بخار آب، کشش پذیری و زاویه تماس مورد بررسی قرار گرفتند.
نشاسته تعدیل شده با اکتنیل سوکسینیک انهیدرید از واکنش استریفیکاسیون بین گروههای هیدروکسیل نشاسته و اکتنیل سوکسینیک انهیدرید به دست میآید. وقتی نشاسته با اکتنیل سوکسینیک انهیدرید تعدیل میشود، ساختار آب دوست نشاسته یک عامل آب گریز به شکل گروههای اکتنیل به دست میآورد - شکل - 1، نتیجه یک مولکول با ویژگی آمفی فیلیک است. بیشترین روش سنتزی که شرح داده شده واکنش در محیط آبی تحت شرایط قلیایی ملایم است - Sweedman, Tizzotti, Schäfer and Gilbert, . - 2013
