Promotie dhr. M.B.K. Niazi: Production of plasticized thermoplastic starch by spray drying

Promotie: dhr. M.B.K. Niazi, 14.30 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Production of plasticized thermoplastic starch by spray drying

Promotor(s): prof.dr. A.A. Broekhuis

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Materiaaleigenschappen bioplastic onderzocht

De doelen van het onderzoek van Bilal Niazi zijn het vaststellen van structuur-verwerking-eigenschap relaties voor thermoplastisch zetmeel (TPS, een bioplastic op basis van zetmeel) geproduceerd via sproeidrogen en het maken van amorf zetmeel voor de productie van biodegradeerbare films.

TPS is gevoelig voor vocht, maar die gevoeligheid is te beïnvloeden door het toevoegen van een weekmaker. Niazi gebruikte verschillende weekmakers om de eigenschappen van de TPS-mengsels te bestuderen. Bijzondere aandacht werd gegeven aan de retrogradatie, vochtopname en de mechanische eigenschappen van de films bij verschillende luchtvochtigheid. Het sproeidrogen van oplossingen van zetmeel-weekmaker mengsels resulteerde in amorfe poeder met lage vochtgehaltes. Het poeder werd gebruikt om dunne films te maken.

De resultaten tonen duidelijk aan dat effectieve menging gevolgd door drogen en persvormen leidt tot materialen die verschillen van traditioneel geproduceerde films gemaakt via extrusie of solvent casting. Urea bleek een effectievere weekmaker te zijn in vergelijking tot glycerol, d.w.z. de formulering had een lagere glasovergangstemperatuur (Tg), minder retrogradatie, een hogere rek, maar een lagere treksterkte. Deze resultaten kunnen verklaard worden middels het lagere molecuulgewicht van urea en een betere interactie met de amylopectine fracties in het systeem.

Appelzuur onderdrukte de retrogradatie op een vergelijkbaar manier, maar leidde tot niet-controleerbare vochtopname. Het kan geconcludeerd worden dat de interactie van de gebruikte hydroxy-dicarbonzuren en zetmeel verschilt van de manier waarop klassieke weekmakers (e.g. glycerol en urea) zich gedragen. Vooral appelzuur geeft een sterke interactie en leidt tot een significante verlaging van de retrogradatie. Echter, verlaging van de retrogradatie graad leidt tot hoge vochtopname. Dat betekent dat andere routes ontwikkeld moeten worden om het effect van vocht te reduceren en zo betere mechanische eigenschappen te behalen.

Bilal Niazi (Pakistan, 1985) studeerde scheikundige technologie in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij de onderzoeksgroep Product Technology va de afdeling Chemical Engineering en gedeeltelijk gefinancierd door de Higher Education Commision in Pakistan.