تأثير نوع الملدن على الخواص الفيزيائية والبنيوية لأغشية البلاستيك الحيوي المعتمدة على نشا الذرة: دراسة مقارنة للجليسرول والسوربيتول ومزيجهما الثنائي

الملخص

تمثّل اللدائن الحيوية المعتمدة على النشا بدائل واعدة لمواد التغليف المشتقة من النفط. ومع ذلك، ما يزال تأثير اختيار الملدّن في خصائص أغشية نشا الذرة غير موصوف وصفًا كاملًا، ولا سيما في أنظمة الملدّنات الثنائية. وتهدف هذه الدراسة إلى تقييم تأثيرات كلٍّ من الجلسرين والسوربيتول وخليطهما المتساوي المولات على الخصائص الفيزيائية والبنيوية لأغشية اللدائن الحيوية المعتمدة على نشا الذرة. جرى تحضير الأغشية بطريقة الصبّ من المحلول باستخدام نشا ذرة مُستخلص محليًا بتركيز 5% (وزن/حجم)، مع إضافة 10% من الملدّن، واستُخدم حمض الأسيتيك بوصفه عاملَ مساعدةٍ في المعالجة. وتمّ تقييم الخصائص الفيزيائية (السماكة، والكثافة، ومحتوى الرطوبة، وامتصاص الماء، والذوبانية في الماء) والخصائص البنيوية (مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) بصورة منهجية. أظهر نوع الملدّن تأثيرًا معنويًا في جميع الخصائص المقاسة. فقد أبدت أغشية السوربيتول أعلى كثافة 1.702 (غ/سم3) وأفضل مقاومة للماء (18.09% امتصاصا)، في حين أظهرت أغشية الجلسرين أعلى مرونة، لكنها سجّلت حساسية مرتفعة للماء (57.81% امتصاصا). وأظهر خليط الجلسرين–السوربيتول خصائصَ وسطية (29.03% امتصاصا). وأكّد تحليل FTIR نجاح دمج الملدّنات من خلال تغيّر أنماط استطالة رابطة O-H ضمن المجال 3200-3500 سم^-1. تُفضي ملدن السوربيتول إلى أغشية ذات مقاومة مُحسّنة للماء، ما يجعلها مناسبة لتغليف المنتجات الحسّاسة للرطوبة، بينما يوفّر الجلسرين أعلى مرونة للتطبيقات التي تتطلب قابلية عالية للتشكّل والتوافق مع الأسطح. كما تتيح خلطات الملدّنات الثنائية إمكانية ضبط الخصائص لتلبية متطلبات تغليف متنوعة. ويمثّل نشا الذرة المُستخلص محليًا مادةَ تغذيةٍ أولية مجدية لإنتاج مواد تغليف قابلة للتحلل الحيوي.