Analysis and characterization of cellulose acetate matrix incorporated with increasing fraction of chitin nanocrystal

Abstract

Buvo įrodyta, kad celiuliozės acetato plėvelės yra patikimos, turinčios antipireno savybes. Taigi, naudojamas įvairiems pramonės šakose. Ankstesniuose tyrimuose elektrošoko celiuliozės acetato pluoštai su 5% chitino nanokristalais padidino standumą 31%. Taigi šiame tyrime celiuliozės acetato plėvelė yra sustiprinta chitino nanokristalais kaip pakuotės priedu. Chitino nanokristalai (0,5, 1 ir 2% greitis) buvo įtraukti į celiuliozės acetatą, kad pirmą kartą gautų biologiškai skaidomą plėvelę, naudojant tirpiklio liejimo metodą. Polietilenglikolis naudojamas kaip plastifikatoriaus priemonė. Ištirtos hidrofiliškumas, mechaninės savybės, dirvožemio degradacijos galimybės, tirpumas vandenyje, šviesos pralaidumas ir priešgrybelinis aktyvumas gautų plėvelių. Fizinių celiuliozės acetato FTIR kreivės su maža chitino nanokristalinės frakcijos kreive nesukėlė pastebimų pokyčių. Kadangi kontaktinių kampų analizė parodė, kad plėvelės yra labiau hidrofilinės. Didesnis chitino nanokristalo procentas celiuliozės acetate turėjo nedidelį teigiamą poveikį jaunam moduliui ir neigiamai paveikė tempiamojo stiprio ir pailgėjimo pertraukas. Kita vertus, šviesos pralaidumas sumažėjo, papildant chitino nanokristalą, palyginti su celiuliozės acetato plėvele. Remiantis antifungicidiniu filmų aktyvumu, 2% plėvelė pasižymėjo 35% slopinimo greičiu ir 1% pasireiškė 15% slopinimo, kuris yra didesnis už celiuliozės acetato grybelių slopinimą. Apskritai, nedidelė chitino nanokristalo frakcija tirpale per celiuliozės acetato matricą neatliko reikšmingų analizės ir apibūdinimo pokyčių.

Cellulose acetate films have been proved to be robust possessing flame retardant properties. Thus, being used for various industrial applications. In previous studies, electrospun cellulose acetate fibers with 5% chitin nanocrystals has increased stiffness by 31%. So, in this study cellulose acetate film is reinforced with chitin nanocrystal as an additive for packaging application. Chitin nanocrystals (in the rate of 0.5, 1 and 2%) were incorporated into cellulose acetate to produce biodegradable film through solvent casting method for the first time. Poly ethylene glycol was used as plasticizer agent. Hydrophilicity, mechanical properties, soil degradation ability, water solubility, light transmittance and antifungal activity of the obtained films were investigated. The FTIR curves of cellulose acetate with small fraction of chitin nanocrystal resulted in no observable changes. Whereas, contact angle analysis revealed that films are more hydrophilic. The lower percentage of chitin nanocrystal in cellulose acetate had slight positive impact in young’s modulus and negative impact in tensile strength and elongation at breaks. On the other hand, transmittance of light decreased by the addition of chitin nanocrystal compared to cellulose acetate film. According to anti fungicidal activity of the films, 2% film exhibited 35% inhibition rate and 1% showed 15% inhibition which is higher than cellulose acetate fungal inhibition. On the whole, solvent casting of small fraction of chitin nanocrystal over cellulose acetate matrix did not show appreciable changes in analysis and characterization done.