树纳米纤维作为基于粉 (Oryza sativa) 的生物降解热塑性薄膜中的强化剂的影响:作为饼干的初级包装的评估

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 食品科学 食品科学 食品科学

背景情况:

• 基于粉的热塑性薄膜 (TPS) 是可生物降解的,但往往缺乏理想的机械和屏障性能.
• 将纳米纤维素纳入生物聚合物矩阵是一种提高片性能的策略.
• 树纳米纤维素 (CNF) 为生物塑料提供了一个可持续的增强选项.

研究的目的:

• 为了研究将不同度 (0-6%) 的树纳米纤维素 (CNF) 纳入米粉基热塑性 (TPS) 薄膜的效果.
• 评估CNF对TPS薄膜的物理化学特性,机械强度,生物降解性和食品保存能力的影响.
• 为了确定最佳的CNF度来提高TPS薄膜的性能.

主要方法:

• 制造具有0%,2%,4%和6% (重量/重量) CNF的TPS薄膜.
• 使用SEM,AFM和FTIR进行表征,以评估分散和相互作用.
• 评估水溶性,水蒸气透性,机械性质 (抗拉强度,破裂时的延长) 和光学性质.
• 评估可生物降解性和应用测试,以保存饼干.

主要成果:

• 在4%的度下观察到最佳的CNF分散,更高的度导致聚合.
• FTIR证实了CNF和粉矩阵之间的成功相互作用.
• 与纯 TPS 相比,TPS + 4% CNF 薄膜具有显著降低的水溶性,水蒸气透性和更好的抗拉强度 (6.5 MPa).
• 虽然破裂时的延长率最高在2%CNF (65%),但4%的CNF薄膜保持了良好的灵活性和优越的屏障性能.
• 片在15天内显示出90%的生物降解性,并且在保存饼干水分和质地方面表现有希望.

结论:

• 树纳米纤维素有效地增强了基于粉的片,显著改善了机械和屏障性能.
• TPS + 4% CNF复合材料提供了增强强度,降低水敏度和出色的生物降解性的平衡.
• 这种纳米纤维素增强的粉薄膜为食品包装提供了一个可行的,环保的替代品,与BOPP等传统塑料相提并论.