Naslov
Aktivna ambalaža za pakiranje hrane na osnovi modificiranih polietilenskih nanokompozitnih filmova
(Active food packaging based on modified polyethylene nanocomposite films)

Autori
Rešček, Ana

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
05.09

Godina
2014

Stranica
121

Mentor
Hrnjak-Murgić, Zlata

Neposredni voditelj
Ptiček Siročić, Anita

Ključne riječi
polietilen niske gustoće (LDPE); polikaprolakton (PCL); kazein; aktivna ambalaža; barijerna svojstva; modifikacija nanopunila; nanočestice; polimerni nanokompozit; toplinska stabilnost; zdravstvena ispravnost
(low density polyethylene (LDPE); polycaprolactone (PCL); casein; active packaging; barrier properties; modified nanofillers; nanoparticles; polymer nanocomposite; thermal stability; health safety)

Sažetak
U radu je provedeno istraživanje aktivne polimerne ambalaže za pakiranje hrane, odnosno istražen je utjecaj nanočestica i nanopunila na barijerna, mehanička i toplinska svojstva polietilenskih (PE) nanokompozitnih filmova. Ambalažni filmovi pripremljeni su ekstrudiranjem PE uz dodatak nanočestica te kao dvoslojni filmovi iz PE prevučenog tankim filmom polikaprolaktona (PCL). PCL premazni film modificiran je nanočesticama s namjerom da se produlji vijek trajanja hrane, da se zadrži njezina kvaliteta i zdravstvena ispravnost. U tu svrhu koristile su se različite mikro i nanočestice s ciljem ostvarivanja funkcijskih svojstava ambalaže: smanjene propusnosti na kisik, smanjene propusnosti na vodenu paru, dobrih mehaničkih i toplinskih svojstava uz zadržavanje zdravstvene ispravnosti aktivne ambalaže. Prva i druga serija uzoraka PE nanokompozita pripremljena je ekstrudiranjem, a potom su prešanjem dobiveni filmovi. Pri tome je istražen utjecaj aktivnih tvari (nanopunila, kalcijev karbonat (Pcc), modificirana montmorilonitna glina (MMT) i nanočestice zeolita) na propusnost. Kod uzoraka treće serije istraživana su barijerna svojstva dvoslojnih filmova na bazi PE s modificiranim slojem PCL premaza. Istraživan je utjecaj aktivnih tvari: magnetita (Fe3O4 ), zeolita, modificirane MMT gline i aluminijevog oksida (Al2O3 ) kao i bionanokompleksa kazeina s magnetitom, zeolitom i MMT glinom u PCL premaznom sloju. PE nanokompozitnim filmovima pripremljenim ekstrudiranjem okarakterizirana je morfologija pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM) te rendgenskom difrakcijskom analizom (XRD) da se utvrdi odnos struktura- svojstva. Uzorcima su određena toplinska svojstva diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC) i termogravimetrijskom analizom (TGA) budući da su ona od iznimne važnosti kod pakiranja hrane. FTIR spektrofotometrijski praćene su kemijske veze nastale tijekom modifikacije punila te su praćene interakcije polimer-punilo. Svim uzorcima određena su mehanička svojstva (prekidna čvrstoća i prekidno istezanje). Svojstvo propusnosti na kisik određeno je manometrijski metodom prema ISO standardu za određivanje permeabilnosti, a propusnost na vodenu paru određena je prema DIN standardu, Herfeldovim aparatom. Uzorcima aktivne ambalaže za pakiranje hrane ispitana je zdravstvena ispravnost određivanjem globalne migracije. Dobiveni rezultati istraživanja pokazali su da se ugradnjom različitih mikro i nanočestica može smanjiti propusnost ambalažnih filmova na kisik i vodenu paru. Kod uzoraka PE (nano)kompozitnih filmova sa zeolitom (I serija) vidljiv je utjecaj nanopunila Pcc, MMT gline kao i mikročestica zeolita na smanjenu propusnost na kisik. Najbolja barijerna svojstva na kisik pokazao je uzorak PE/2Z čime se zeolit pokazao kao iznimno dobar apsorber kisika. Kod uzoraka PE nanokompozitnih filmova s MMT glinom (II serija) iz rezultata se može zaključiti da je modifikacija nanogline znatno povećala toplinsku stabilnost nanokompozita, u odnosu na čisti PE, za tri uzorka gline modificirane nanopunilom Pcc, stearinskom kiselinom i silanom, ali ne značajno i barijerna svojstva. Iz rezultata ispitivanja uzoraka PE/PCL dvoslojnih filmova (III serija) opći zaključak je da dvoslojni ambalažni filmovi pokazuju poboljšana barijerna, mehanička i toplinska svojstva uslijed dodatka modifikatora (Fe3O4 , Al2O3 , MMT glina, zeolit, bionanokompleks kazeina).

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA