Повышение термической стабильности, защиты от ультрафиолетового излучения, биоразлагаемости и влагостойкости биопластиков на основе картофельного крахмала и агара с использованием биогенных наночастиц TiO₂

В настоящем исследовании оценено влияние биогенно синтезированных наночастиц TiO₂ (НЧ) на структуру, свойства и биоразлагаемость биопластиков, изготовленных из картофельного крахмала и агара. Наночастицы TiO₂ (13,41 ± 1,0 нм; кристаллическая структура подтверждена методом рентгеновской дифракции) вводили в концентрациях 0,674, 0,506 и 0,434%. Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDS) и рентгенофлуоресцентный анализ подтвердили их присутствие в матрице биопластика, а инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) и рамановская спектроскопия выявили взаимодействия с функциональными группами полимера. Добавление TiO₂ снизило прозрачность с 79,1% (контрольный образец) до 46,81% и повысило способность блокировать ультрафиолетовое излучение (68,7% для UV-A и 79,1% для UV-B). Водопоглощение уменьшилось, что указывает на снижение сродства к влаге. С термической точки зрения образец с 0,506% НЧ продемонстрировал наибольшую стабильность; температура разложения составила 318,52°C. Прочность при растяжении снизилась с 7,459 МПа (контрольный образец) до 4,873 МПа, вероятно, вследствие распределения и агломерации наночастиц. Испытания на биоразлагаемость показали разложение на 52–60% в морской воде за 15 суток и более чем на 76% в почве за 28 суток; образец с 0,506% НЧ достиг наибольшей степени разложения (79,7%). Полученные результаты подчеркивают потенциал наночастиц TiO₂ для повышения термической стабильности, защиты от ультрафиолетового излучения, влагостойкости и биоразлагаемости экологически устойчивых биопластиков.