Thermoplastic starch blown films with improved mechanical and barrier properties



Download 5,28 Mb.
Pdf ko'rish
bet8/13
Sana24.01.2022
Hajmi5,28 Mb.
#407458
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13
Bog'liq
S014181302101686X

3.7. Mechanical properties 

The mechanical properties of TPS blown films were tested in both 

tension and impact modes. 

Fig. 4


a-c shows that TPS films plasticized 

with  glycerol  had  significantly  lower  tensile  strength  and  Young's 

modulus, but higher elongation at break than the films plasticized with 

mixed plasticizers of glycerol/xylitol (

Fig. 4

d-f) and glycerol/sorbitol 



(

Fig. 4


g-h). The result indicates that the molecular size of the plasticizer 

affects the tensile properties of TPS film. Glycerol, a small-molecular- 

sized  plasticizer,  more  easily  diffuses  into  starch  polymer  chains  to 

disrupt their hydrogen bond interaction 

[26]

, while lower penetration of 



larger-sized plasticizers such as xylitol and sorbitol causes less hydrogen 

bond destruction between starch molecules 

[16]

. Similar behaviors have 



been reported by Muscat, Adhikari, Adhikari and Chaudhary 

[9] 


and 

Talja, Hel

´

en, Roos and Jouppila 



[7]

. In addition, Talja, Hel

´

en, Roos and 



Jouppila 

[7] 


reported that xylitol and sorbitol could crystallize at 54% 

RH, appearing as white spots on the surfaces of solution-cast xylitol- and 

sorbitol-plasticized starch films. This caused a decrease in the number of 

polyols in the film matrices and thus changed their mechanical prop-

erties. Following the above explanation, in this study, the films plasti-

cized  with  glycerol/sorbitol  mixture  were  stronger,  stiffer,  and  less 

extensible (

Fig. 4


g-h) than the ones plasticized with a glycerol/xylitol 

mixture (

Fig. 4

e-f). 


By considering elongation at break, as presented in 

Fig. 4


C, it was 

unexpectedly found that among G, i.e. G38, G40, and G42 (

Fig. 4

Ca-c), 


and TPS with the highest plasticizer content of 42 phs, i.e. G42, GX42, 

and  GS42  (

Fig.  4

Cc,f,h),  the  elongation  at  break did  not  differ.  This 

might be a result of high water uptake and high moisture content (20 wt 

%) in those TPS films at equilibrium during conditioning; the role of 

water was thus more pronounced than the role of polyol plasticizers in 

the cases of TPS films with a high level of plasticization. During high 

water  absorption,  the  number  of  hydrogen  bonds  formed  between 

starch-polyol and starch-starch molecules decreased, but the hydrogen 

bond  formation  between  starch-water  and  polyol-water  molecules 

became more evident 

[7]

. Consequently, the mobility of starch chains 



was maximized and greater free volume was created 

[27]


. It should be 

noted that plasticizer type hardly affected the impact strength of the TPS 

films, as shown in 

Fig. 4


D. 

After increasing plasticizer content, the tensile strength and Young's 

modulus of TPS film tended to decrease, while elongation at break and 

impact strength tended to increase, suggesting that the films became 

more extensible and tougher with lower tensile strength and stiffness. 

This  is  explained  by  the  reduction  of  intermolecular  interaction  of 

starch-starch molecules resulting in increased free volume and starch 

chain mobility. 



3.8. Morphological characteristics 

The morphological characteristics at tensile fracture surfaces of TPS 

films were observed by SEM, as illustrated in 

Fig. 5


. All films showed 

uniform morphology without obvious remaining starch granules, sug-

gesting  that  all  plasticizer  types  and  contents  used,  along  with  the 

application  of  heat  and  shear  force  in  the  extrusion  processes,  were 

effective in destroying starch granules. This evidence is consistent with 

the absence of XRD diffraction peaks belonging to native starch crystals 

(

Fig. 3


a). It was seen that G exhibited rough tensile fracture surfaces at 

all  concentrations  (

Fig.  5

a-c),  while  GX  and  GS  exhibited  smoother 

(

Fig. 5


d-f) and the smoothest surfaces (

Fig. 5


g-h), respectively. The re-

sults suggest that G is the most flexible and GS possesses the highest 

brittleness,  which  corresponds  with  the  tensile  property  result.  It  is 

Fig. 3.

XRD patterns of (a) native cassava starch and (b)-(i) different TPS blown 

films  as  mentioned  in 

Section  2.2

:  (b)  G38,  (c)  G40,  (d)  G42,  (e)  GX38,  (f) 

GX40, (g) GX42, (h) GS40, and (i) GS42. 



K.M. Dang and R. Yoksan                                                                                                                                                                                                                    



Download 5,28 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish