اثر پوشش‌دهی کاغذ ‌بسته‌بندی با کمپلکس پلی‌لاکتیک‌اسید-کیتوزان و پلی‌لاکتیک‌اسید- نانو کیتوزان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

2 دانشجوی دکتری صنایع خمیر و کاغذ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار تکنولوژی خمیروکاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، گروه صنایع خمیروکاغذ

4 دانش آموخته دکتری شیمی استاد مدعو، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.507.69.4.1575.1606
هدف از این مطالعه بررسی تاثیر پوشش‌دهی کاغذ ‌بسته‌بندی با کمپلکس پلی‌لاکتیک‌اسید-کیتوزان و پلی‌لاکتیک-اسید- نانو کیتوزان به دو روش لایه به لایه و کامپوزیت بوده است. بدین منظور از کاغذ دست ساز 80 گرمی الیاف بلند تهیه شده از کارخانه چوب و کاغذ مازندران استفاده شد. برای تهیه مواد پوشش دهی، پلی لاکتیک اسید 1 درصد در کلرفرم و کیتوزان ونانوکیتوزان 1 درصد در اسید استیک تهیه گردید. در هر دو روش، نهایتا تا سه لایه پوشش انجام شد و در هر یک از تیمارها لایه نهایی، پلی لاکتیک اسید بود. سپس نمونه‌های کاغذ در آون با دمای حدود 100 درجه سانتی گراد خشک شدند. در روش کامپوزیت هریک از مواد ( کیتوزان و نانو کیتوزان ) به طور مستقل با پلی لاکتیک اسید روی همزن مغناطیسی مخلوط و سپس روی کاغذ پایه نشانده ‌شدند. در نهایت تمامی کاغذ‌‌ها برای انجام تست‌های ممانعتی شامل اندازه‌گیری زاویه تماس، آزمون جذب آب ( Cobb ) و سرعت انتقال بخار آب (WVTR) و تست‌های مقاومتی شامل مقاومت به ترکیدن و مقاومت به نفوذ هوا انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده ویژگی‌های ممانعتی در نمونه های پوشش داده شده در هر دو روش ( لایه به لایه و کامپوزیت ) نسبت به نمونه شاهد افزایش یافت. همچنین نتایج حاصل از بررسی روش های کامپوزیت و لایه به لایه ، نشان داد که روش لایه به لایه سبب ایجاد ممانعت بیشتر در کاغذ می شود و با افزایش تعداد لایه های پوشش، ممانعت ایجاد شده افزایش می یابد. البته شایان ذکر است که در بین لایه دوم و سوم پوشش، تغییرات با شدت کمتری دیده شد. این تغییرات هم در روش لایه به لایه و هم در روش کامپوزیت مشاهده شد. مقاومت به نفوذ هوا نیز در نمونه‌های پوشش داده شده افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها


-Azadfallah, M., Molaei, M., Hamzeh, Y. and Khodaeian Chegini, F., 2015. The effect of chitosan – poly (vinyl alcohol) coatings on strength and barrier properties of packaging paper. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 30(2): 330-340.

-Abdul Khal, H.P.S., Bhat, A.H. and Ireana Yusra, A.F., 2011. Green composites from sustainable cellulose nanofibrils: A review. Carbohydrate Polymers, 87: 963– 979.

-Afra, E., 2016. Properties of paper an introduction. Aeeizh, Tehran, 360p.

-Alemayehu, H., Qinglin Huang, B., Xiao, H. and Eić, M., 2012. Mass transfer of water vapor, carbon dioxide and oxygen on modified cellulose fiber-based materials. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 27(2): 2386-2403.

-Almasi, H.,  Ghanbarzadeh, B., Dehghannia, J., Entezami, A. and Khosrowshahi Asl, A., 2013. Studying the effect of modified cellulose nanofibers on the functional properties of poly (lactic acid) based biodegradable packaging. Journal of Research and Innovation in food science and technology. 2(3): 205-218.

-Arlete, B., ReisYoshida, C., Ana Paula. C. and Telma T. Francoa, 2011. Application of chitosan emulsion as a coating on Kraft paper. Polym Int, 60: 963–969.

-Asadi Khansari, R., Dehghani Firouzabadi, M. and Resalati, H., 2015. The effffectt off biiodegradablle coattiings on tthe barriier properttiies off papers. Iranian Journal of Wood and Paper Industries. 7(1): 91-101.

-Casarrubias, l., Castillo, H., Gallardo, S., Cruz, Q., Sánchez, G., Hernández, M., Villa, E. and Aldana, D., 2014. Barrier Properties of Polylactic Acid in Cellulose Based Packages Using Montmorillonite as Filler. Polymers, 6, 2386-2403.

-Ciolacu, f. and Bobu, e., 2015. Improving barrier and strength properties of paper by multi-layer coating with bio-based additives. Cellulose Chem Technol., 49 (7-8): 607-615.

-Dshtbani, R., Resalati, H. and Afra, E., 2012. Evaluation of improved antimicrobial and resistance properties of wrapping paper using chitosan. Science Quarterly Journal of Packaging Science and Technology.   4(13): 68-77.

-Fernanda, C., Soares, F., Müller, C. and Pires, A, 2012. Thermoplastic starch/poly (lactic acid) sheets coated with cross-linked Chitosan. Polymer Testing, 32: 94–98.

-Johansson, C., Bras, J., Mondragon, I., Nechita, P., Plackett, D., Simon, P., Gregor Svetec, D., Virtanen, S., Giacinti Baschetti, M., Breen, CH., Clegg, F. and Aucejo, S., 2012. Renewable fibers and bio-based materials for packaging application – a review of recent development. Bio Resources, 7(2): 2506-2552.

-Mohajerani, S, Ahadi Akhlaghi, E. and Mostafavi Amjad, J., 2013. The Measurement of the Contact Angle of Water Droplets on Soda-Lime GlassnSurface by Mirau Interferometeric Microscope. 21st Iranian optic and photonics conference. 765-768.

-Mohsen, A., 2018. Mechanical color and barrier properties of biodegradable nanocomposites polylactic acid nanoclay. Journal of bioremediation & biodegradation, 9(6): 1-5.

-Nguyen, T., Weiby Gregersen,Y.,  Ma¨nnle, F. and Brachet, P., 2013. Effects of hydrophobic polyhedral oligomeric silsesquioxane coating on water vapour barrier and water resistance properties of paperboard. J Sol-Gel Sci Technol 69:237–249.

-Park, S., lee, H., Choi, J., Jeong, ch., Sung, M. and Park, H., 2011. Improvement in barrier properties of poly (lactic acid) films coated with chitosan or chitosan/clay nanocomposite. Journal of applied polymer science, 125: 675-680.

-Sánchez Aldana, D., Duarte Villa, D., De Dios Hernández, M., González Sánchez, G., Rascón Cruz, Q., Flores Gallardo, S., Piñon Castillo, H. and Ballinas Casarrubias, L., 2014. Barrier Properties of Polylactic Acid in Cellulose Based Packages Using Montmorillonite as Filler. Polymers, 6:2386-2403.

-Samson, O., Adeosun, G.I., Lawal Sambo, A., Balogunand  Akpan, E.I.,  2012. Review of Green Polymer Nanocomposites. Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering, 11(4): 385-416.

-Siracusa, V., Rocculi, P., Romani, S. and Dalla Rosa, M., 2008. Biodegradable polymer for food packaging: A Review. researchgate. net/ publication /222059494

-Songa Huining Xiaoa, ZH. and Zhaob, YI., 2014.  Hydrophobic-modified nano-cellulose fiber/PLA biodegradable composites for lowering water vapor transmission rate (WVTR) of paper. Carbohydrate Polymers, 111: 442–448.

-Thomas, F., Amanda Murawski, G.  and Rafael, L.Q., 2016. Bio-Based Polymers with Potential for Biodegradability. Polymers, 8: 262.

-Vartiainen, J., Vähä-Nissi, M. and Harlin, A., 2014. Biopolymer Films and Coatings in Packaging Applications A Review of Recent Developments. Materials Sciences and Applications, 5: 708-718.

-Yusefian, S. and Soltani, M., 2012. Investigation of contact angle and leaching resistance of zinc oxide treated beech wood. Journal of packaging sciene and technology. 4(13): 68-77.