- نانومواد افزودنی برای بهبود عملکرد(استحکام، مقاوم به آب، جذب، رسانایی و …).
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
- کاغذ و یا پلاستیک های با قابلیت حسگرها.
- نانوکدهای ساخته شده از مواد کاغذی و یا پلاستیک ها برای شناسایی و تأیید اهدافبسته بندی هوشمند.
۲-۹- فیلم های خوراکی
امروزه آلودگی های ناشی از پلیمرهای سنتزی، توجه همگان را به استفاده از مواد زیست تخریب پذیر معطوف کرده است و در طی دو دهه اخیر مطالعه بر روی مواد زیست تخریب پذیر حاصل از پروتئین ها و کربوهیدارت ها گسترش وسیعییافته است. این اکرومولکول ها به طور بالقوه می توانند جایگزینی مناسب برای پلیمرهای سنتزی حاصل از مشتقات نفتی به شمار روند. بسته بندی های زیست تخریب پذیر که قابلیت خوراکی بودن و مصرف به همراه ماده غذایی را دارند به دو دسته فیلم ها و پوشش های خوراکی تقسیم می شوند. فیلم های خوراکی قبل از کاربرد در بسته بندی ماده غذایی به صورت لایه ای نازک تولیدمی شوند و بعد همانند پلیمرهای سنتزی برای بسته بندی به کار می روند. فیلم پوششییکنواخت و یکپارچه با ضخامت کمتر از ۰۱/۰ اینچ است. فیلم ها می توانند به شکل لفاف، کپسول و کیسه تولید شوند که این محصولات با ضخامت مشخصی قالب گیری می شوند. پوشش های خوراکی بر خلاففیلم ها بر روی ماده غذایی تشکیل می شوند. بنابراین پوشش به عنوان بخشی از محصول بوده و موقع استفاده روی محصول باقی می ماند. این کار توسط روش هایی نظیر واکس زدن، اسپری کردن و غوطه ور کردن صورت می گیرد. فیلم ها و پوشش های خوراکی در مقایسه با پلیمرهای سنتی دارای مزایای منحصر به فردی می باشند. زیست تخریب پذیری، بازدارندگی خوب از تبادل گازهای تنفسیCO2وO2و در نتیجه کنترل تنفس میوه ها و سبزی ها، بازندارندگی از انتقال و تبادل ترکیبات بودار و طعم دار و همچنین حفاظت محصول در مقابل صدمات مکانیکی از جمله مهمترین مزایای فیلم ها وپوشش های خوراکی می باشند. زمان ماندگاری مواد غذایی از طریق برهمکنش های متعدد آنها با محیط اطراف کنترل شده و با بهره گرفتن از فیلم های محافظ افزایش مییابد. فیلم های خورکی می توانند با ایفای نقش با عنوان غشاهای انتخابی در برابر انتقال رطوبت، انتقال اکسیژن، اکسیداسیون لیپیدهاو از دست رفتن ترکیبات فرار مؤثر در بو و طعم زمان ماندگاری و کیفیت ماده غذایی بهبود بخشند. یکی دیگر از مزایایفیلم ها این است که می توانند به عنوان حامل برای افزودنی ها و ترکیبات مختلف مانند مواد ضدمیکروبی، آنتی اکسیدان ها و غیره عمل کنند که در این حالت به آنهابسته بندی فعال گفته می شود.
کاربرد فیلم های خوراکی در محصولات غذایی به سال های بسیار دور برمی گردد. چینی ها در قرن دوازدهم و سیزدهم میلادی مرکبات را با موم پوشش می دادند تا از افت وزن و کاهش رطوبت آنها جلوگیری شود. در قرن شانزدهم میلادی گوشت را با چربی پوشش می دادند تا از چروکیدگی آن جلوگیری شود. در همان زمان برای نگهداری گوشت گوشت و سایر مواد غذایی آنها را با فیلم های ژلاتین پوشش می دادند. یوبانوعی فیلم ترکیبی از چربی و پروتئین خوراکی است که از قرن پانزدهم در شرق آسیا به طور سنتی از شیر سویا تهیه می شده است. در قرن نوزدهم فندق و بادام را با ساکاروز پوشش می دادند تا از اکسید شدن و تندی آنها جلوگیری شود. از دهه ۱۹۳۰ تا کنون صطح میوه ها را با موم ها و امولسیون روغن در آب پوشش می دهند. طی ۴۰ سال گذشته تحقیقات متعدی در زمینه تهیه، کاربرد و ویژگی های فیلم ها و پوشش های خوراکی انجام شده است. یکی از روش های تولید فیلم های تجزیه پذیر استفاده از بایو پلیمرهایی بر پایه نشاسته، پروتئین و سلولز است. در این میان موارد استفاده از پروتئین بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. این فیلم ها علاوه بر بهبود ارزش تغذیه ای ماده غذایی ویژگی های مکانیکی و تراوایی بهتری نسبت به فیلم های تهیه شده از کربوهیدارت ها و چربی ها دارند. تاکنون پروتئین های فراوانی از جمله ژلاتین، کازئین، پرونتئین آب پنیر، زئین ذرت، گلوتن گندم و ایزوله پروتئین سویا برای این منظور بررسی شده اند. فیلم های پروتئینی به خوبی به سطوح هیدروفیل متصل می شوند و مانع خوب اکسیژن و دی اکسید کربن می باشنداما به نفوذ آب مقاوم نمی باشند [۱۱].فیلم های حاصل از نانو مواد و بیوپلیمر ها یا به اصطلاح نانو کامپوزیت های بیوپلیمری خواص کاربردی مطلوب تری نشان می دهند که مهم ترین آنها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذ پذیری به بخار آب، افزایش بازدارندگی در برابر نفوذ گازها، افزایش کارائی فیلم به عنوان بسته بندی فعال، افزایش مقاومت گرمایی ماده بسته بندی و بهبود خواص ظاهری فیلم از دیگر مزایای نانوکامپوزیت های بیوپلیمری می باشد[۲].
۱-۹-۲-پلاستیسایزرها
فیلم ها و پوشش های خوراکی نیاز به کشش خوب وانعطاف پذیری، شکنندگی پائین، برای جلوگیری از ترک خوردن در طول حمل و نقل و ذخیره سازی هستند[۳۶]. بنابراین پلاستسسایزرها با وزن مولکولی پائین برای بهبودانعطاف پذیری فیلم های خوراکی به فیلم ها افزوده می شود. افزودن نرم کننده ها به ترکیبات اصلی سازنده فیلم ها و یا پراکنده شدن بین زنجیره های پلیمر، موجب جدا شدن زنجیرهای پلیمر، کاهش سفتی ساختمان و افزایش انعطاف پذیری فیلم می شود. بعلاوه پلاستیسایزرهای موجب کاهش شکنندگی، کاهش پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره های پلیمر و افزایش فضاهای بین مولکولی آنها می شود. معمولاً بیشترین پلاستیسایزرهای استفاده شده پروپیلن گلایکول، گلیسرول، سوبیتول، الیگوساکارید(سوکروز) و آب هستند. اضافه کردن پلاستیسایزرهای ممکن است ممکن است سبب تغییراتقابل توجهی در خواص ممانعتی فیلم ها به عنوان مثال افزایش نفوذپذیری فیلم به گازها(یا ترکیبات آروما)، کاهش توانایی فیلم در جذب آب و یا کاهش استحکام کششی شود.
تالجا ((۲۰۰۷و همکاران اعلام کرده اند که گلیسرول به منظور نرم کنندگی به فرمولاسیون فیلم افزوده می شود. پلاستیسایزرها تحرک زنجیره های پلیمر را با پرکردن فضاهای خالی بین شبکه پلیمر، افزایش می دهند و نیروهای پیوندی درون مولکولی کاهش یافته، شکنندگی کم، آبدوستیو قابلیت انتقال گاز و بخار آب زیاد می شود.
بنابه گزارش Gilbert ((1996و همکاران افزودن پلاستیسایزر با کاهش پیوندهای درون مولکولی بین زنجیره های پلیمر، خواص فیلم را اصلاح کره و WVP را افزایش می دهد. علیرغم اینیافته فیلم های دارای فروکتوز و سوربیتولWVP کمتری را نسبت به فیلم های بدون پلاستیسایزر نشان دادند. از آنجائیکه فیلم های بدون پلاستیسایزر بسیار شکننده اند، این امکان وجود دارد که منافذ بسیار ریزی داشته باشند که سرعت انتقال بخار آب را افزایش دهند.
۲-۹-۱-۱- مقایسه پلاسیتسایزرهای مورد استفاده
سوربیتول به علت تمایل کمتر به اتصال با آب، نسبت به گلیسرول بازدارندگی بهتری را در برابر بخار آب ایجاد می کند. متأسفانه پلاستیسایزرهای افزوده شده ، با گذشت زمان مهاجرت می کنند و خواص فیلم را تحت تأثیر قرار می دهند و موجب سخت تر و شکننده تر شدن فیلم می شوند. این پدیده تقریباً غیر قابل اجتناب است و فرآیندی طبیعی است. یک تفاوت مهم بین پلاستیسایزرهای گلیسرول و سوربیتول این است که سوربیتول در اثر مهاجرت بر روی سطح فیلم کریستالیزه می شود و موجب ظاهر نامطلوب می گردد ولیمهاجرت گلیسرول به آسانی قابل تشخیص نیست چون گلیسرول بر خلاف سوربیتول در دمای اتاق بصورت کریستالیزه نبوده و مایعی شفاف است. معمولاً اولین نشانه های مربوط به کریستالیزاسیون سوربیتول بعد از چندین ماه ظاهر می شود. علاوه بر افزودن پلاستیسایزر روش دیگری که می تواند برای افزایش انعطاف پذیری فیلم استفاده شود، کاهش وزن مولکولی و درنتیجه کاهش نیروهای بین مولکولی در امتداد زنجیر و افزایش فضاهای آزاد در پلیمر است . این کار توسط هیدرولیز محدود انجام می شود. این کار موجب کاهش نیاز به استفاده از غلظت های بالای پلاستیسایزر می شود و در نتیجه نفوذپذیری نسبت به بخار آب و اکسیژن کاهش مییابد و همچنین موجب افزایش حلالیت و امولسیونه شدن و بهبود هضم پذیری فیلم ها می گردد.
۲-۹-۲- روش های تولید فیلم
به طور کلی فیلم های خوراکی از محلول ها یا دیسپرسیون های ترکیبات فیلم ساز پدیدمی آیند [۲]. اجزای اصلی فیلم سازی را می توان به سه بخش شامل حلال، پلیمر و نرم کننده (پلاستیسایزر) تقسیم کرد. پلاستیسایزر ها همچون پلیمر ها باید محلول در حلال و نیز با آنها قابل امتزاج باشند [۳۸,۳۷]. تولید فیلم مستلزم وجود دست کم یک ترکیب پلیمری است که قادر به ایجاد ساختار شبکه ای با استحکام و پیوستگی کافی باشد[۳۹]. در ارتباط با تولید فیلم های خوراکی نکات و ظرایف فراوانی وجود دارند که هر یک بر خواص نهایی فیلم های تولید شده اثر قابل ملاحظه دارند. از جمله آنها می توان به اثر عواملی نظیر جنس و غلظت پلیمر فیلم ساز، pH محلول لفاف ساز، دما، زمان، قدرت یونی محلول فیلم ساز، نوع و مقدار افزودنی های مورد استفاده، فشار، نوع ترکیب بندی فیلم از نظر ساده و یا مرکب بودن و مخلوط یا لایه ایبودن(قرار گیری دو یا چند لایه مجزا روییکدیگریا مخلوط شدن اجزاء)، جزئیات مربوط به خواص شیمیایی هر یک از اجزای فیلم ساز، حضور الکترولیت ها و روش تولید فیلم اشاره داشت[۴۳,۴۲,۴۱,۴۰]. تولید این فیلم ها را می توان در دو قسمت شامل تشکیل فیلم به صورت مجزا و تشکیل فیلم به طور مستقیم بر سطح غذا مورد بررسی قرار داد. در حالت نخست، ابتدا فیلم ساخته شده و سپس بر سطح ماده غذایی پوشش داده می شود، حال آنکه در حالت دوم تشکیل فیلم و پوشش دهی آن بر سطح غذا در یک مرحله صورت می گیرد. هر یک از روش های بالا که مورد استفاده قرار گیرند، نخستین مرحله در تولید فیلم، تهیه محلول فیلم ساز است. این محلول، حلال، پلیمر فیلم ساز و افزودنی ها را شامل می شود[۴۰] . در شیوه تشکیل مجزای فیلم، محلول فیلم ساز پس از تهیه شدن با یکی از روش های لایه سازی گسترانده و خشکمی شود. فیلم حاصل با روش های روکش دادن بر سطح ماده غذایی پوشش داده می شود. معادل این شیوه ها در روش پوشش دهی مستقیم فیلم بر غذا، شیوه های افشانی، لایه سازی، برس زنی، غرقابییا غوطه وری و پوشش دهی با بستر سیال را شامل می شود[۴۷,۴۶,۴۵,۴۴,۴۳,۴۱].
۲-۹-۳- خواص فیلم های خوراکی :
۲-۹-۳-۱- خواص ممانعتی (عبور دهی گازها)
خواص ممانعتی فیلم های خوراکی به گازها/بخارات در صنعت غذا، در شرایطی که جلوگیری از پدیده های نامطلوبی نظیر از دست رفتن رایحه، جذب بوهای نامطلوب از محیط، از دست رفتن رطوبت غذا و جذب رطوبت از اتمسفر به غذاهای خشک مطرح باشد، از اهمیت فراوان برخوردار است[۴۷]. به طور کلی فیلم های خوراکی به دلیل آبدوست بودن، از خواص ممانعتی مطلوب به O2 و CO2 به ویژه در رطوبت نسبی پائین برخوردارند[۲]. عوامل محیطی دما و رطوبت نسبی در میزان تراوایی این فیلم ها مؤثرند[۴۸] . زیاد بودن رطوبت در مواد غذایی باعث واکنش های شیمیایی و آنزیمی مخرب و زایل شدن بافت آنها می شود [۲]. به طور کلی خواص ممانعتی فیلم های زیست پلیمری به رطوبت به دلیل خاصیت آبدوستی آنها، بر خلاف خواص ممانعتی به اکسیژن و سایر گازها، ضعیف است [۴۹]. ممانعت به عبور بخار آب با شاخص “تراوائی بخار آب =WVP ” یا ” سرعت گذر بخار آب = WVTR ” [73,41]. و ممانعت به عبور اکسیژن با شاخص” تراوائی اکسیژن =OP ” یا ” سرعت گذر اکسیژن = OTR ” سنجیده می شود[۵۰].
OTR= oxygen transmission rate
OP= oxygenpermeability
WVP=water vapor permeability
WVTR=water vapor transmission rate
استفاده از پوشش های خوراکی به ویژگی های ممانعت در برابر گاز، بخار آب، آروما و روغن وابسته است که به ترکیبات شیمیایی و ساختار پلیمر تشکیل دهنده و ویژگی های محصول و شرایط نگهداری بستگی دارد.
کاهشOTR موجب کاهش اکسیداسیون چربی(رنسیدیتی)، اکسیداسیون میوگلوبین(قهوه ای شدن رنگ)، کاهش تصعید مواد فرار از محصول و جلوگیری از نفوذ مواد فرار از محیط می شود.
در مورد نفوذپذیری به بخار آب از میان ماتریکس پلیمر فیلم میزانWVP برایفیلم های خوراکی بستگی به پلاستیسایزر، دما، رطوبت نسبی و … دارد. میل ترکیب شدن با آب در فیلم ها به ترکیبات هیدروفیلیک موجود در پلیمر نسبت داده شود[۵۱].
هرناندز دریافت که انتقال بخار آب عمدتاً از طریق بخش آبدوست فیلم رخ داده و به نسبت بخش آبدوست و آبگریز ترکیبات فیلم وابسته است.
در مطالعه ایریمو همکارانش در سال ۲۰۰۷ اعلام کردند که عوامل مؤثر در اندازه گیریWVPروش تهیه فیلم و شرایط اندازه گیری هستند. با افزودن مقادیر زیاد گلیسرولWVP بیشتر و یا با افزایش دما کمتر می شود.
سوبرال و همکارانش (۲۰۰۱) بیان کردند که WVP فیلم های ژلاتینی بطور خطی با غلظت سوربیتول افزایش مییابد. منشاء ژلاتین روی مقادیرWVP اثر داشته است، در بیش از g 25 سوربیتول در g100 ژلاتین فیلم هایBHG(ژلاتین گاوی) بیشتر از فیلم هایPSG(ژلاتین خوکی) نسبت به بخار آب نفوذپذیر هستند[۲۹].
لیژا و همکارانش در سال ۲۰۰۹ اثر PH و افزودن روغن ذرت بر WVP فیلم ژلاتینی را بررسی کردند و بیان داشتند که زمانیکهPH محلول های تشکیل فیلم بیش از ۷ تنظیم شود و میزان روغن ذرت افزوده شده به بیش از ۲۵/۲۷%افزایشیابدWVP کاهش مییابد. OPرابطه خطی و مستقیم باPH و میزان روغن ذرت افزوده شده دارد[۵۲].
کارولین و همکارانش (۲۰۰۹) اثر پلاستیک کننده های هیدروفوبیک روی خواص عملکردی فیلم های ژلاتینی را بررسی کردند و اظهار نمودند که با افزایش غلظت پلاستیسایزرهای هیدروفوبیک مشتق شده از اسید سیتریک و لستین سویاWVP افزایشمییابد. آنها همچنین بیان داشتند که فیلم های ژلاتینی حاوی عصاره یوکاWVP کمتری در مقایسه با فیلم های حاوی لستین دارند[۵۳].
مورالیو همکارانش (۲۰۱۲) WVP فیلم های خوراکی ژلاتین ماهی تهیه شده باروش های اکستروژن و کاستینگ را بررسی کردند واعلام نمودند که مقادیر نفوذپذیری به بخار آب فیلم های اکستروژن بیشتر از فیلم های کاستینگ می باشد[۴۷].
پرز و همکارانش (۲۰۰۹) بیان داشتند که WVP فیلم ژلاتین ماهی کد با افزودن روغن آفتابگردان کاهش نیافته و حتی با گذشت زمان نگهداری افزایش نیزیافت ولی با افزودن روغن به دلیل واکنش های پروتئین–لیپید عدم حلالیت بیشتر فیلم را موجب شد[۵۴].
الحسن و همکارانش (۲۰۱۲) اظهار داشتند که WVP فیلم های خوراکی نشاسته ساگو و ژلاتین ماهی با افزایش در میزان ژلاتین ماهی در محلول های نشاسته WVPافزایشمییابد[۵۵].
جانگو همکارانش (۲۰۰۸) بیان داشتند که فیلم های خوراکی ژلاتینی تهیه شده با روش اکستروژن در مقایسه با فیلم های ساخته شده با روش کاستینگ همراه با پلاستیسایزر گلیسرولWVP ، کشیدگیEبالاتر و مقاومت کششی(TS) کمتری دارند[۵۶].
جییوگاو و همکاران در سال ۲۰۰۹بیان داشتند، در فیلم بر پایه نشاسته نخود با پلاستیسایزر گلیسرول(GPS) با پر کننده اکسید روی به همراه۴۰%کربوکسی متیل سلولز (ZnO-CMC)،WVPدر فیلم های کامپوزیتZno-CMC/GPS با افزایش محتویZno-CMC کاهش معنی داری پیدا می کند که نشان دهنده این موضوع است که مقاومت در برابر آب در کامپوزیت بهتر از ماتریکس خالص است[۵۷].
لی و همکاران در سال ۲۰۱۰نشان دادند کهWVPدر فیلم هایPVC با فزایش مقدار نانو ذرات اکسید روی کاهش قابل توجه ای دارد(P<0.05) بنابراین فیلم های پوشیده شده با نانو ذرات اکسید روی می توانند مولکول آب بیشتری در سیستم بسته بندینگه دارند و در نتیجه عمر مفید برخی مواد غذایی مانند میوه ها و سیبزیجات را به تاخیر می اندازد. این محققین بیان کردند که ضعف اصلی فیلم های خوراکیWVTR بالای آنهاست که در این تحقیق مشخص شد که نرخ انتقال رطوبت نسبی و اکسیژن در بسته بندی های نانو کاهش یافت در مقایسه با بسته بندی های طبیعی در نتیجه فیلم های پوشش داده شده با نانو اکسید روی پتانسیل خوبی برای بسته بندی مواد غذایی است[۱۲].
طی تحقیقاتBroody در سال ۲۰۰۶ نشان داده شد که نانو کامپزیت هایCNTs با PLA تا ۲۰۰ درصد سرعت انتقال بخار آب
را بهتر از PLA خالص افزایش می دهد.
۲-۹-۳-۲- خواص مکانیکی
به طور معمول، مقاومت مکانیکی فیلم های هیدروکلوئیدی بر اساس سه پارامتر مورد بررسی قرار می گیرد: استحکام کششی (TS) مدول یانگ (Yو درصد افزایش طول در نقطه شکست (E).قدرت کشش، خواص ازیاد طول،مدول یانگ توسط منحنی استرس–استرین (تنش-کرنش) توسط انجمن مواد و آزمایش آمریکا (ASTM ) تعریف شده است.
خواص مکانیکی فیلم ها به نیروهای بین مولکولی زنجیره های پلیمری سازنده آن ها، نسبت ترکیبات سازنده افزودنی های اضافه شده در شرایط محیطی بستگی دارد[۱۱,۵۹]. مهمترین شاخص های سنجش خواص مکانیکی عبارتند از:
استحکام کششی(TS) بیشترین نیرویی که سبب کسیختگی جسم می شود تقسیم بر سطح مقطع جسم را گویند. نشان دهنده قدرت کششییا فشاری آن جسم است و یا نشان دهنده مقاومت جسم است.
کشیدگی در نقطه شکست (E%) بیشترین تغییر طول نسیت به طول اولیه را گویند.به عنوان یک خاصیت جسم معرفی می شود که انعطاف پذیری جسم را بررسی می کند.نشان دهنده قدرت کشش پذیری است.(چند درصد طول می تواند کش بیاید ولی پاره نشود)
مدولیانگ (Young’s moduls) نسبت stress به strain در ناحیه خطی است که میزان سختی جسم را بررسی می کند و نشان می دهد که هرچه سختی جسم بیشتر باشد سختی جسم بیشتر است.
ویلمهلم و همکاران در سال ۲۰۰۳ نشان دادند که افزودن پر کننده غیر آلی به ماتریکسPS-PVOH سفتی فیلم را افزایش می دهد[۹].
لین و همکاران در سال ۲۰۰۹ نانو ذرات اکسید روی را در سه شکل(P-N-W)به پلیمر پلی پروپیلن(PP)اضافه کردند. که نتایج نشان داد ساختار شش ظلعییا چند وجهیrod اجازه می دهد، استرس به طور موثرتری نسبت به دیگر نانو ذرات ZnOبه ماتریکس پلیمری منتقل شود که سبب افزایش قدرت و سفتی کامپوزیت می شود. پر کننده ZnO _ N کمترین میزان کشیدگی(E%)را دارد که بدین علت است که بطور متوسط سایز کریستال کوچکتر است و تمایل دارد به آگلومیریزه شدن (بهم پیوستن) در هنگام مخلوط شدن با پلی پروپیلن دارد، در نتیجه ماتریکس حاصل خواص کششی پایین تری دارد[۶۰].
لیو همکارانش (۲۰۰۹) اثرات نانو ذرات ZnOبر خواص مکانیکی پوشش های پلی اورتان را بررسی کرده اند. پوشش های پلی اورتان غنی شده با نانو ذرات ZnOتا ۲ درصد وزنی بهبود قابل توجهی در Young’s moduls و استحکام کششی (TS) نشان داده اند. پلی اورتان به دلیل خواص فیزیکی خوب مانند انعطاف پذیری در دمای پایین، استحکام کششی، قابلیت کنترل سختی و شفافیت به طور گسترده ای استفاده می شود اما از معایب آن مقاومت دمایی پایین و دوام مکانیکی پایین آن می باشد. اندازه نانومتر و بویژه سطح تماس زیاد نانو فیلرها واکنش سطح داخلی فیلر و پلیمر را افزایش داده و در نتیجه موجب بهبود خواص پلیمر می شود. آزمایش های متناوب نشان می دهد که نانوفیلر ذرات ZnO استحکام را افزایش می دهد اما تأثیری بر انعطاف پذیری فیلم های کامپوزیتی ندارد. بالا رفتنYoung’s moduls و استحکام کششی ممکن است به دلیل محدودیت نسبی حرکت اجزاء ساختاری زنجیرهPU با افزودن ZnO باشد. صاف کردن نیز می تواند سبب تراکم نانو ذرات ZnO در فیلم خشک شده و منجر به تنزل خاصیت مکانیکی فیلم شود[۱۷].
کونگ و همکارانش (۲۰۰۴) خواص مکانیکی فیلم های ترکیبی ژلاتین را مطالعه کردند. مطالعات زیادی برای بهبود خواص مکانیکی فیلم های پلی ساکاریدی با ترکیب شدن مواد هیدروفوب و پلاستیک کننده ها صورت گرفته است.محققان فوق گزارش کرده اند که ترکیب شدن ژلان در ژل های ژلاتینی منجر به افزایش سینرژیستی قدرت شبکه ژلی و بهبود ثبات و استحکام ژل شده است. اثر نسبت ژلان/ژلاتین و غلظت NaCl روی خواص مکانیکی این فیلم ها بررسی شده است. TS (ماده جامد کل ) تأثیر مهمی روی خاصیت مکانیکی فیلم دارد.استحکام به کشش فیلم های کامپوزیتی ژلان/ ژلاتین به نسبت افزایش ژلاتین به طور خطی کاهش مییابد در حالیکه مقاومت کششیTE با افزایش ژلاتین افزایش مییابد. در واقع ژلاتین جهت ایفای نقش پلاستیک کننده مناسب می باشد که انعطاف پذیری فیلم را افزایش داده و شکنندگی فیلم را نیز کاهش می دهد. وزن مولکولی نسبتاً پایین ژلاتین می تواند اجازه دهد که براحتی در شبکه های ژلان جای گرفته و موجب انعطاف بیشتر و کاهش سختی فیلم های کامپوزیتی گردد[۱۱].
ناکائو و همکارانش (۲۰۰۷) تهیه فیلم های ترکیبی ژلاتین و پروتئین ایزوله سویا و خواص نوری، مکانیکی، تورم فیلم های کامپوزیتی تهیه شده از پروتئین ایزوله سویا (SPI)و ژلاتین را مطالعه کرده اند. SPI بوی لوبیایی کمی دارد و فیلم نسبتاً ترد و شکننده ای تشکیل می دهد و خواص مکانیکی نسبتاً ضعیفی دارد. خواص پروتئین سویا با ترکیب شدن با ژلاتین، نشاسته، آلژینات سدیم و وی پروتئین ایزوله می تواند بهبود یابد. نتایج آزمایشات نشان داد که افزایش میزان ژلاتین استحکام کششی، مقاومت به پارگیE، ضریب الاستیک را بطور چشمگیری بهبود داده است. وقتیکه مقدار ژلاتین در فیلم کامپوزیتی افزایش مییابد فیلم شفاف تر، یکنواخت تر، منعطف تر می شود. فیلم ژلاتین خواص مکانیکی بهتری نسبت به فیلمSPI دارد. که این حقیقت به واکنش پروتئین/ پروتئین که بوسیله پیوندهای هیدروژنییا توسط واکنش الکترواستاتیک و یابا خاصیت هیدروفوبی ایجاد می شود بر می گردد. در کل افزایش نسبت ژلاتینTS مواد جامد کل، مقاومت به پارگیEB، ضریب الاستیکEM و قابلیت تورم فیلم های کامپوزیتی را افزایش داده و فیلم خیلی بیشتر شفاف می شود[۱۰].
